DE102010015934A1

DE102010015934A1 - Interface useful in machined working tools for aircraft for anti-rotational coupling of tool shaft to tool-clamping module, comprises combination of conical surface pairs processed to fit and backlash and adhered cylindrical surface pairs

Info

Publication number: DE102010015934A1
Application number: DE201010015934
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: Guehring KG
Current assignee: Guehring KG
Priority date: 2010-03-11
Filing date: 2010-03-11
Publication date: 2011-09-15

Abstract

The interface useful in machined working tools for the aircraft for anti-rotational coupling of a tool shaft (18) to a tool-clamping module (14), comprises a combination of conical surface pairs processed to fit for centering the both parts to be coupled and backlash and adhered cylindrical surface pairs subsequent to it for transmission of torque. The tool shaft passes into a cylindrical end section over a fit cone concentrically formed to a tool axis. The tool shaft consists of hard material e.g. solid carbide. The tool clamping module forms a fit counter surface concentric to its axis. The interface useful in machined working tools for the aircraft for anti-rotational coupling of a tool shaft (18) to a tool-clamping module (14), comprises a combination of conical surface pairs processed to fit for centering the both parts to be coupled and backlash and adhered cylindrical surface pairs subsequent to it for the transmission of torque. The tool shaft passes into a cylindrical end section over a fit cone concentrically formed to a tool axis. The tool shaft consists of hard material such as solid carbide. The tool clamping module forms a fit counter surface concentric to its axis, where a reception defective with radial clearance connects to the fit counter surface for the cylindrical end section. A hardenable adhesive serves for transmission of the torque between the tool shaft and the tool clamping module, where the radial clearance between the reception in the tool clamping module and the cylindrical end section is fillable with the adhesive in an area-wise manner. The conical surfaces are formed from circular conical surfaces. The surfaces of the cylindrical surface pairs are formed from circular cylindrical surfaces, where the radial clearance is 10-20 mu m. The axial length of the conical surface at the tool shaft is 0.4-0.6x D, where D is the diameter of the tool shaft. The axial length of the cylindrical surface at the tool shaft is 0.9-1.4x D. An opening angle of the conical surfaces is 35-45[deg] . The tool clamping module has a pair of radial channels, which are displaced diametrically in circumferential direction and/or in axial direction and over which the space between the cylindrical surfaces is area-wisely and cohesively fillable with the adhesive in an uncoupled state of the tool shaft. The adhesive is formed from acrylate adhesive on dimethacrylate ester basis. Independent claims are included for: (1) a component for a machined working tool for use with an interface; (2) a tool clamping module; and (3) a method for anti-rotational coupling of a machined working tool component to a tool-clamping module using an interface.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schnittstelle, insbesondere für Anwendungen bei spanabhebend arbeitenden Werkzeugen für den Flugzeugbau, zur verdrehsicheren Ankopplung eines Werkzeugschafts an einen Werkzeug-Spannmodul gemäß Anspruch 1, eine Komponente für ein spanabhebend arbeitendes Werkzeug zur Verwendung mit einer solchen Schnittstelle, einen Werkzeug-Spannmodul für eine solche Schnittstelle und ein Verfahren zur verdrehsicheren Ankopplung einer solchen Werkzeugkomponente an einen derartigen Werkzeug-Spannmodul gemäß Anspruch 15.The invention relates to an interface, in particular for applications in machining tools for aircraft, for the rotationally secure coupling of a tool shaft to a tool clamping module according to claim 1, a component for a cutting tool for use with such an interface, a tool clamping module for Such an interface and a method for the rotationally secure coupling of such a tool component to such a tool clamping module according to claim 15.

Solche Schnittstellen sind bei Werkzeugmaschinen erforderlich, um spanabhebende Werkzeuge an Werkzeugmaschinen anzukoppeln, die im Flugzeugbau eingesetzt werden. Derartige Schnittstellen haben einen Werkzeug-Spannmodul, der mit seinem endseitigen Gewinde in eine Werkzeugaufnahme der Werkzeugmaschine einschraubbar ist. Dieses Gewinde ist ebenso wie ein sich daran anschließender Zentrierzylinder, der sich über eine Schulter in eine Schlüsselweite erweitert, vom Maschinenhersteller vorgegeben und in verschiedenen Geometrien genormt. Zumindest das Spanngewinde des Werkzeug-Spannmoduls muss nach Vorgabe des Maschinenherstellers in Schnellstahl(HSS oder HSSE)-Version vorliegen.Such interfaces are required in machine tools to couple cutting tools to machine tools used in aircraft construction. Such interfaces have a tool clamping module which can be screwed with its end-side thread in a tool holder of the machine tool. This thread is as well as an adjoining centering, which extends over a shoulder in a wrench size, specified by the machine manufacturer and standardized in various geometries. At least the clamping thread of the tool clamping module must be in HSS or HSSE version as specified by the machine manufacturer.

Wenn an einen derartigen Werkzeug-Spannmodul ein Werkzeugschaft axial- und verdrehfest angekoppelt werden soll, ist man bislang so vorgegangen, dass im Bereich der Schnittstelle eine Lötverbindung vorgesehen wurde. Es hat sich jedoch gezeigt, dass es mit dieser Lötverbindung insbesondere dann, wenn Hochleistungs-Hartmetall-(VHM)-Werkzeuge an den Werkzeug-Spannmodul angekoppelt werden, nicht gelingt, die gewünschten Arbeitensgenauigkeiten der Werkzeuge bereitzustellen.If a tool shank is to be coupled axially and rotationally fast to such a tool clamping module, it has hitherto been the case that a solder connection was provided in the area of the interface. However, it has been found that with this solder joint, especially when high performance carbide (VHM) tools are coupled to the tool chuck module, it is not possible to provide the desired working accuracies of the tools.

Dabei ist zu berücksichtigen, dass derartige Schnittstellen oftmals dann eingesetzt werden, wenn verhältnismäßig komplexe Folgewerkzeuge, wie z. B. aufwendig. gestaltete Bohrsenker, d. h. Bohr-/Senkwerkzeuge mit mehreren in verhältnismäßig großem Axialabstand zueinander stehenden Arbeitsschneiden unterschiedlicher Nenndurchmesser an den Werkzeug-Spannmodul angeschlossen werden. Häufig haben derartige Bohrsenker noch einen verhältnismäßig langen Werkzeugschaft, so dass sich Fügeungenauigkeiten im Bereich der Schnittstelle verhältnismäßig stark auf die Arbeitsgenauigkeit des Werkzeugs auswirken.It should be noted that such interfaces are often used when relatively complex follow-up tools such. B. consuming. designed countersink, d. H. Drilling / lowering tools are connected with a plurality of relatively large axial distance standing working cutting of different nominal diameter to the tool clamping module. Often, such countersinks still have a relatively long tool shank, so that inaccuracies in the area of the interface have a relatively strong effect on the working accuracy of the tool.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Schnittstelle der eingangs beschriebenen Art derart weiterzubilden, dass sie bei einfacher Herstellung zuverlässig in der Lage ist, den Werkzeugschaft insbesondere eines spanabhebend arbeitenden Werkzeugs an einen in Schnellstahl ausgeführten Werkzeug-Spannmodul derart verdreh- und axialfest anzuschließen, dass sich höchste Rundlaufgenauigkeiten selbst dann ergeben, wenn die Arbeitsschneiden in verhältnismäßig großem Axialabstand zur Schnittstelle liegen. Dabei soll ein hohes Maß an Flexibilität hinsichtlich der Werkstoffauswahl für das Werkzeug bestehen.The invention is therefore based on the object, an interface of the type described above in such a way that it is reliably able to easily rotate the tool shank, in particular a cutting tool working on a running in high-speed steel tool clamping module so twisted and axially fixed, that highest concentricity accuracies arise even if the working cutting edges lie in a relatively large axial distance to the interface. There should be a high degree of flexibility in terms of material selection for the tool.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Komponente für ein spanabhebend arbeitendes Werkzeug zur Verwendung mit einer derartigen Schnittstelle sowie einen Werkzeug-Spannmodul zu schaffen, der zur Verwendung mit der erfindungsgemäßen Schnittstelle optimiert ist.Another object of the invention is to provide a component for a machining tool for use with such an interface and a tool clamping module optimized for use with the interface according to the invention.

Schließlich besteht eine weitere Aufgabe der Erfindung darin, ein wirtschaftlich ausführbares Verfahren zur Herstellung einer dreh- und axialfesten Verbindung im Bereich der erfindungsgemäßen Schnittstelle zu schaffen.Finally, a further object of the invention is to provide an economically feasible method for producing a rotationally and axially fixed connection in the region of the interface according to the invention.

Diese Aufgaben werden hinsichtlich der Schnittstelle durch die Merkmale des Anspruchs 1, hinsichtlich der Werkzeug-Komponente durch die Merkmale des Anspruchs 11, hinsichtlich des Werkzeug-Spannmoduls durch die Merkmale des Anspruchs 12 und hinsichtlich des Verfahrens durch die Verfahrensschritte des Anspruchs 15 gelöst.These objects are achieved with regard to the interface by the features of claim 1, with regard to the tool component by the features of claim 11, with regard to the tool clamping module by the features of claim 12 and with respect to the method by the method steps of claim 15.

Erfindungsgemäß zeichnet sich die Schnittstelle dadurch aus, dass eine Optimierung der Zentrierungs- und Drehmoment-Übertragungsfunktion in der Weise vorgenommen wird, dass nicht nur eine räumliche Trennung der hierfür vorgesehenen Bereiche vorliegt, sondern auch eine unterschiedliche Qualität der zur Zentrierung und zur Drehmomentübertragung vorgesehenen Flächenpaarungen gewählt wird. Über die im Durchmesser größere Konusflächenpaarung erfolgt ein direkter Kontakt der Funktionsflächen, um damit ein Höchstmaß an Zentrierungsgenauigkeit der beiden zu koppelnden Teile bereitzustellen. Die sich daran anschließende und im Durchmesser kleinere Zylinderflächenpaarung wird in Verbindung mit einem Klebstoff, der das zwangsweise vorhandene Radialspiel zwischen den zusammenwirkenden Zylinderflächen ausfüllt, dazu herangezogen, das Drehmoment zwischen den zu koppelnden Komponenten zu übertragen und das Ablösen des Werkzeugs aus dem Kegelsitz zu verhindern.According to the invention, the interface is characterized in that an optimization of the centering and torque transfer function is carried out in such a way that not only is a spatial separation of the areas provided for this purpose, but also a different quality of the provided for centering and torque transmission surface pairings selected becomes. About the larger diameter Konusflächenpaarung a direct contact of the functional surfaces, in order to provide the highest degree of centering accuracy of the two parts to be coupled. The adjoining and smaller diameter cylindrical surface pairing, in conjunction with an adhesive that fills the forced radial clearance between the cooperating cylindrical surfaces, is used to transfer torque between the components to be coupled and to prevent detachment of the tool from the conical seat.

Es hat sich gezeigt, dass im Bereich des Werkzeug-Spannmoduls genügend axialer Raum vorhanden ist, um die zur Drehmomentübertragung dienende Zylinderflächenpaarung ausreichend groß zu gestalten, damit die erforderlichen Drehmomente und die axialen Zugkräfte dauerhaft und wirksam übertragen werden können. Es sind mittlerweile Klebstoffe auf dem Markt, die eine vorzugsweise einstellbare Viskosität und ein solches Aushärteverhalten haben, dass die Schnittstelle mit einfachsten Werkzeugen und mit äußerst guter Präzision der Relativlage zwischen den zu koppelnden Komponenten hergestellt werden kann. Das Radialspiel kann auf diese Weise in einem Bereich von einigen μm bis zu einigen 1/100stel mm gewählt werden, um die Zylinderflächenpaarung über einen ausreichend großen Bereich mit Klebstoff zu benetzen und ein ausreichend großes Drehmoment übertragen zu können.It has been found that in the area of the tool clamping module there is sufficient axial space to make the cylinder surface pairing serving for torque transmission sufficiently large so that the required torques and the axial tensile forces can be permanently and effectively transmitted. There are now adhesives on the market, the one preferred adjustable viscosity and such hardening behavior that the interface can be made with the simplest tools and with very good precision of the relative position between the components to be coupled. The radial clearance can be selected in this way in a range of a few microns to a few 1/100 of a mm, in order to wet the cylinder surface pairing over a sufficiently large area with adhesive and to be able to transmit a sufficiently large torque.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Schnittstelle sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous developments of the interface are the subject of the dependent claims.

Die Weiterbildung des Anspruchs 2 lässt sich besonders einfach herstellen, da in diesem Fall für die Konusflächenpaarung und für die Zylinderflächenpaarung einfache Geometrien gewählt sind. Die Konusflächen und/oder die Zylinderflächen sind dabei vorzugsweise von Kreiskonusflächen bzw. Kreiszylinderflächen gebildet. Es soll jedoch bereits an dieser Stelle hervorgehoben werden, dass es selbstverständlich auch möglich ist, mit anderen Konus- und/oder Zylinderpassungsflächen zu arbeiten, beispielsweise mit Flächen, die im Querschnitt senkrecht zur Achse betrachtet einem Polygon bzw. einem Polygon mit abgerundeten Ecken nahekommen.The development of claim 2 can be produced particularly easily, since in this case simple geometries are selected for the cone surface pairing and for the cylinder surface pairing. The conical surfaces and / or the cylindrical surfaces are preferably formed by circular cone surfaces or circular cylindrical surfaces. However, it should already be emphasized at this point that it is of course also possible to work with other cone and / or cylinder fitting surfaces, for example with surfaces which, when viewed in cross section perpendicular to the axis, approach a polygon or a polygon with rounded corners.

Es hat sich herausgestellt, dass es von Vorteil ist, wenn das Radialspiel im Bereich der Zylinderflächenpaarung auf einen Wert zwischen 5 und 40 μm festgelegt wird und vorzugsweise im Bereich zwischen 10 und 20 μm liegt. Dieses Radialspiel lässt sich besonders gut mit einem Klebstoff auffüllen, der von einem Acrylat-Klebstoff auf Dimethacrylatester-Basis gebildet ist, wie z. B. LOCTITE 2701. Dieser Klebstoff wird unter der Marke der Firma Henkel AG & Co. KGaA gehandelt. Einzelheiten der Materialeigenschaften sind dem Technischen Datenblatt Juni 2004 entnehmbar, das unter http://65.213.72.112/tds5/docs/2701-DE.PDF abrufbar ist.It has been found that it is advantageous if the radial clearance in the area of the cylinder surface pairing is set to a value between 5 and 40 μm and is preferably in the range between 10 and 20 μm. This radial play can be filled particularly well with an adhesive, which is formed by a acrylate adhesive based on dimethacrylate ester, such. B. LOCTITE 2701. This adhesive is traded under the trademark of Henkel AG & Co. KGaA. Details of the material properties can be found in the Technical Bulletin June 2004, which is published under http://65.213.72.112/tds5/docs/2701-DE.PDF is available.

Mit den Dimensionen der Konusfläche und der Zylinderfläche gemäß Anspruch 6 wird einerseits die Baulänge der Schnittstelle minimiert und gleichzeitig sichergestellt, dass eine ausreichende Zentriergenauigkeit bei hohem übertragbaren Drehmoment an der Schnittstelle sichergestellt wird.With the dimensions of the conical surface and the cylindrical surface according to claim 6, on the one hand, the overall length of the interface is minimized and at the same time it is ensured that sufficient centering accuracy is ensured at the interface with high transmittable torque.

Mit der Dimensionierung des Öffnungswinkels der Konusflächen gemäß Anspruch 7 wird ein vorteilhafter Kompromiss zwischen Zentriergenauigkeit und Herstellungsaufwand gefunden.With the dimensioning of the opening angle of the conical surfaces according to claim 7, an advantageous compromise between centering accuracy and manufacturing effort is found.

Die Weiterbildung der Schnittstelle gemäß Anspruch 8 ist dann besonders vorteilhaft, wenn der Klebstoff erst dann in die Schnittstelle eingebracht wird, wenn die aneinander zu koppelnden Komponenten ihre endgültige Relativlage eingenommen haben. Mit dieser Weiterbildung kann der Klebstoff über einen Radialkanal in den Raum zwischen den Zylinderflächen eingebracht werden, so dass er sich über den Raum zwischen den sich gegenüberliegenden Zylinderflächen verteilen kann. Der zumindest eine weitere dazu in Umfangsrichtung und/oder in axialer Richtung versetzte Radialkanal kann dabei zur Entlüftung dieses Raums dienen, wodurch eine gleichmäßige Befüllung dieses Raums mit Klebstoff gefördert wird. Sobald aus diesem zumindest einen weiteren Radialkanal Klebstoff austritt, kann die Bedienungsperson sicher sein, dass das Spiel zwischen den Zylinderflächen mit Klebstoff ausgefüllt ist, so dass der Aushärtevorgang einsetzen kann. Hierbei ist es von Vorteil, wenn die beiden Komponenten in axialer Richtung fest aneinander gedrückt werden, während gleichzeitig eine Fixierung in Umfangsrichtung erfolgt. Es kann auch vorgesehen sein, den Klebstoff unter einem vorgegebenen Druck einzubringen. Zur Beschleunigung des Aushärtevorgangs kann zusätzlich eine Wärmebehandlung vorgesehen sein.The development of the interface according to claim 8 is particularly advantageous when the adhesive is introduced into the interface only when the components to be coupled to each other have taken their final relative position. With this development, the adhesive can be introduced via a radial passage in the space between the cylindrical surfaces, so that it can spread over the space between the opposite cylindrical surfaces. The at least one further radial passage offset in the circumferential direction and / or in the axial direction can serve to ventilate this space, thereby promoting a uniform filling of this space with adhesive. As soon as this at least one further radial channel leak adhesive, the operator can be sure that the game between the cylindrical surfaces is filled with adhesive, so that the curing process can begin. It is advantageous if the two components are pressed firmly together in the axial direction, while at the same time a fixation in the circumferential direction. It can also be provided to introduce the adhesive under a predetermined pressure. To accelerate the curing process, a heat treatment may additionally be provided.

Besonders gute Ergebnisse lassen sich mit einem Klebstoff der Art wie in Anspruch 9 angegeben erzielen. Dieser Klebstoff hat den Vorteil, dass er schnell aushärtet und eine hohe Festigkeit und Temperaturbeständigkeit hat. Gleichwohl ist dieser Klebstoff bei Temperaturen über 200°C aufweichbar, so dass die Kopplung zwischen Werkzeugschaft und Werkzeug-Spannmodul bei Bedarf wieder aufgehoben werden kann.Particularly good results can be achieved with an adhesive of the type specified in claim 9. This adhesive has the advantage that it cures quickly and has high strength and temperature resistance. However, this adhesive is softenable at temperatures above 200 ° C, so that the coupling between the tool shank and tool clamping module can be canceled if necessary.

Vorteilhafterweise werden die Passungsflächen vor der Herstellung der Verbindung mit einem Reinigungsmittel gereinigt, das auf Aceton-Basis aufgebaut ist. Hierbei kann es sich beispielsweise um LOCTITE 7061 (Marke der Firma Henkel AG & Co. KG auf Aktien) handeln. Einzelheiten können dem technischen Datenblatt LOCTITE 7061 vom Juli 2008 entnommen werden, das z. B. unter der Web-Adresse http:/165.213.72.112/tds5/docs/7061-DE.PDF abrufbar ist.Advantageously, the fitting surfaces are cleaned prior to the preparation of the compound with a cleaning agent which is based on acetone. This may be, for example, LOCTITE 7061 (trademark of Henkel AG & Co. KG on shares). Details can be found in the technical data sheet LOCTITE 7061 of July 2008 B. under the web address http: /165.213.72.112/tds5/docs/7061-DE.PDF is available.

Ein besonders einfach durchzuführendes Verfahren zur verdrehsicheren Ankopplung einer spanabhebend arbeitenden Werkzeugkomponente an ein Werkzeug-Spannmodul unter Verwendung einer vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Schnittstelle ist Gegenstand des Anspruchs 11. Dadurch, dass der axial- und drehfeste Fügekontakt der Konusflächenpaarung beibehalten wird, während das Radialspiel der Zylinderflächenpaarung mit Klebstoff ausgefüllt wird, bleiben die beiden zu fügenden Komponenten ständig zentriergenau mit höchster Präzision ausgerichtet. Da der Klebstoff das Radialspiel mehr oder weniger drucklos ausfüllen kann, wird die koaxiale und konzentrische Ausrichtung der beiden zu koppelnden Komponenten durch den Klebevorgang nicht beeinträchtigt, was zu einer bislang nicht realisierbaren Rundlaufgenauigkeit des über die Schnittstelle angekoppelten Werkzeugs führt.A particularly simple method to be carried out for the rotationally secure coupling of a cutting tool component to a tool clamping module using an inventive interface described above is the subject of claim 11. The fact that the axial and rotationally fixed joining contact of Konusflächenpaarung is maintained while the radial clearance of the cylinder surface pairing with Adhesive is filled, remain the two components to be joined centering aligned with the highest precision. Since the adhesive can fill the radial clearance more or less pressure, the coaxial and concentric alignment of the two components to be coupled is not affected by the bonding process, resulting in a hitherto unrealizable concentricity of the coupled via the interface tool.

Grundsätzlich lässt sich der Klebstoff bereits vor dem Einsetzen des Werkzeugschafts in den Werkzeug-Spannmodul auf den Schaftabschnitt und/oder auf die Innenoberfläche der zylindrischen Ausnehmung des Werkzeug-Spannmoduls auftragen. Mit der Ausgestaltung des Verfahrens nach Anspruch 16 lässt sich jedoch mit größerer Zuverlässigkeit sicherstellen, dass die Konusflächenpaarung beim Zusammenfügen der zu koppelnden Komponenten nicht mit Klebstoff benetzt wird, so dass deren Zentrierwirkung uneingeschränkt genutzt werden kann. In principle, the adhesive can be applied to the shaft section and / or to the inner surface of the cylindrical recess of the tool clamping module even before insertion of the tool shaft into the tool clamping module. With the embodiment of the method according to claim 16, however, it can be ensured with greater reliability that the conical surface pairing during the assembly of the components to be coupled is not wetted with adhesive, so that their centering effect can be used without restriction.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche.Advantageous developments are the subject of the remaining dependent claims.

Nachstehend wird anhand schematischer Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to schematic drawings. Show it:

1 ist eine Seitenansicht eines Bohr-/Senkwerkzeugs, das unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Schnittstelle mit einem Werkzeug-Spannmodul zusammengefügt ist; 1 Figure 11 is a side view of a drilling / countersinking tool assembled with a tool clamping module using an interface according to the invention;

2 die beiden Komponenten des Werkzeugs gemäß 1 im voneinander gelösten bzw. entkoppelten Zustand; 2 the two components of the tool according to 1 in the detached or decoupled state;

3 eine maßstabsgetreue Zeichnung einer Ausführungsform des Werkzeug-Spannmoduls als Bestandteil der erfindungsgemäßen Schnittstelle zur verdrehsicheren Ankopplung eines Werkzeugschafts an den Werkzeug-Spannmodul; und 3 a true to scale drawing of an embodiment of the tool clamping module as part of the interface according to the invention for the rotationally secure coupling of a tool shaft to the tool clamping module; and

4 bis 6 schematische Darstellungen zur Verdeutlichung des Fügevorgangs der miteinander zu koppelnden Komponenten in den einzelnen Verfahrensstadien. 4 to 6 schematic representations to illustrate the joining process of the components to be coupled together in the individual stages of the process.

In 1 ist mit dem Bezugszeichen 10 ein für die Bearbeitung im Flugzeugbau einsetzbares Bohr-/Senkwerkzeug bezeichnet, das aus einer Werkzeugkomponente 12 und einem Werkzeug-Spannmodul 14 zusammengesetzt ist, wobei die nachfolgend näher zu beschreibende Schnittstelle zur verdreh- und axialfesten Verbindung dieser beiden Komponenten 12, 14 Verwendung findet.In 1 is with the reference numeral 10 a drilling / countersinking tool that can be used for machining in aircraft designation, which consists of a tool component 12 and a tool clamping module 14 is composed, with the interface to be described in detail below for torsionally and axially fixed connection of these two components 12 . 14 Use finds.

Die Werkzeugkomponente 12 besteht beispielsweise aus Vollhartmetall (VHM) oder einem anderen Hartstoff, wie z. B. einem Keramik- oder Cermet-Werkstoff, und bildet ein Schneidenteil 16 und einen Schaft 18 aus. Das Schneidenteil 16 hat eine verhältnismäßig große axiale Länge und ist verhältnismäßig komplex gestaltet, da es in der Lage ist, eine verhältnismäßig tiefe und gestufte Bohrung und eine Senkung herzustellen.The tool component 12 consists for example of solid carbide (VHM) or another hard material such. As a ceramic or cermet material, and forms a cutting part 16 and a shaft 18 out. The cutting part 16 has a relatively large axial length and is made relatively complex, since it is able to produce a relatively deep and stepped bore and a countersink.

Auch der Schaft 18 des Werkzeugs hat eine verhältnismäßig große axiale Erstreckung, um das Werkzeug im Flugzeugbau einsetzen zu können, bei dem es darum geht, die Werkzeuge Mehrachsen-computergesteuert auch an schwer zugänglichen Stellen positionsgenau zum Einsatz zu bringen. Die im Flugzeugbau zu diesem Zweck eingesetzten Werkzeugmaschinen verlangen einen Werkzeug-Spannmodul 14, der über ein Spanngewinde 20 in eine Werkzeugaufnahme eingeschraubt werden kann. Ein sich an das Spanngewinde 20 anschließender Zentrierabschnitt 22 wirkt mit einer Passungs-Gegenfläche in der Werkzeugaufnahme zusammen, um das Werkzeug zur Spindelachse exakt auszurichten.Also the shaft 18 The tool has a relatively large axial extent in order to use the tool in aircraft, which is about bringing the tools multi-axis computer-controlled in hard to reach places exactly to the job. The machine tools used for this purpose in aircraft construction require a tool clamping module 14 that has a tension thread 20 can be screwed into a tool holder. A to the clamping thread 20 subsequent centering section 22 interacts with a mating mating surface in the tool holder to precisely align the tool with the spindle axis.

Auf der dem Spanngewinde 20 abgewandten Seite ist der Werkzeug-Spannmodul mit einer Verdickung 24 ausgestattet, an der diametral versetzte Abflachungen 26 zur Ausbildung einer Schlüsselweite ausgebildet sind. Über die Schlüsselweite kann dann das Bohr-/Senkwerkzeug nach dem Zusammenfügen der beiden Komponenten 12 und 14 in die Werkzeugaufnahme der Werkzeugmaschine geschraubt werden.On the tension thread 20 opposite side is the tool clamping module with a thickening 24 equipped, at the diametrically offset flattenings 26 are designed to form a key width. About the key width can then drill / countersink tool after joining the two components 12 and 14 be screwed into the tool holder of the machine tool.

Werkzeuge der vorstehend beschriebenen Art benötigen eine extrem hohe Rundlaufgenauigkeit, um die im Flugzeugbau geforderten engen Toleranzen auch nach langer Einsatzdauer der Werkzeuge einhalten zu können. Man ist deshalb dazu übergegangen, die Werkzeugkomponenten 12 aus verhältnismäßig steifen Werkstoffen, wie z. B. Vollhartmetall (VHM) oder vergleichbaren Spezialwerkstoffen herzustellen. Der Werkzeug-Spannmodul muss allerdings nach wie vor aus Schnellstahl (HSS oder HSE) hergestellt werden, da für das Spanngewinde eine bestimmte Mindest-Duktilität des Werkstoffs erforderlich ist. Es ist deshalb eine Schnittstelle zwischen der Werkzeugkomponente 12 und dem Werkzeug-Spannmodul 14 erforderlich, mit der es gelingt, die beiden, in der Regel aus unterschiedlichen Materialien hergestellten Komponenten derart verdreh- und axialfest zu fügen, dass sich zum einen eine verbesserte Rundlaufgenauigkeit und zum anderen eine gute Drehmomentübertragung sicherstellen lässt. Zu diesem Zweck ist die Schnittstelle wie folgt ausgebildet:
Auf Seiten der Werkzeugkomponente 12 geht der zylindrische Schaft 18 über einen zu der Werkzeugachse A12 konzentrisch ausgebildeten Passungskonus 28 in einen kreiszylindrischen Endabschnitt 30 über. Der Passungskonus ist mit hoher Rundlaufgenauigkeit zur Achse A12 und vorzugsweise mit hoher Oberflächengüte gefertigt, vorzugsweise geschliffen. Die axiale Länge L28 liegt im Bereich zwischen 0,4 und 0,6 × D18, wobei D18 den Durchmesser des Werkzeugschafts 18 bezeichnet. Die axiale Länge L30 des zylindrischen Endabschnitts 30 liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 0,9 und 1,4 × D18.Tools of the type described above require extremely high concentricity in order to meet the required in aircraft tight tolerances even after a long period of use of the tools can. It has therefore gone over to the tool components 12 made of relatively stiff materials such. B. solid carbide (VHM) or comparable special materials. However, the tool clamping module still has to be made of high-speed steel (HSS or HSE) because the clamping thread requires a certain minimum ductility of the material. It is therefore an interface between the tool component 12 and the tool clamping module 14 required, with which it is possible, the two, usually made of different materials components such twisted and axially fixed to add that on the one hand improved concentricity and on the other hand ensure a good torque transmission. For this purpose, the interface is designed as follows:
On the part of the tool component 12 goes the cylindrical shaft 18 via a matching cone formed to the tool axis A12 28 in a circular cylindrical end portion 30 above. The fit cone is manufactured with high concentricity to the axis A12 and preferably with a high surface quality, preferably ground. The axial length L28 is in the range between 0.4 and 0.6 × D18, where D18 is the diameter of the tool shaft 18 designated. The axial length L30 of the cylindrical end portion 30 is preferably in the range between 0.9 and 1.4 × D18.

Die Ausgestaltung der Schnittstelle auf Seiten des Werkzeug-Spannmoduls 14 kann anhand der maßstabsgetreuen Zeichnung gemäß 3 entnommen werden. The design of the interface on the side of the tool clamping module 14 can be determined on the basis of the true to scale drawing 3 be removed.

Zur rundlaufgenauen und achsparallelen Aufnahme des Schafts 18 im Werkzeug-Spannmodul 14 ist endseitig im Bereich der Verdickung 24 ein mit hoher Rundlaufgenauigkeit zur Achse A14 und vorzugsweise mit hoher Oberflächengüte gefertigter, vorzugsweise ebenfalls geschliffener Innen-Kreiskonus 32 ausgebildet, der eine Passungs-Gegenfläche zum Passungskonus 28 des Schafts 18 bildet. Mit anderen Worten, der Öffnungswinkel W32, der beispielsweise 40° beträgt, ist auf den Konuswinkel des Passungswinkels 28 abgestimmt, so dass beim Zusammenfügen der beiden Komponenten ein exakter Rundlauf des Werkzeugs zum Zentrierabschnitt 14 gewährleistet ist. Die axiale Erstreckung L32 entspricht im Wesentlichen der Länge L28 des Passungskonus 28.For concentric and axially parallel reception of the shaft 18 in the tool clamping module 14 is end in the area of thickening 24 a manufactured with high concentricity to the axis A14 and preferably with high surface quality, preferably also ground internal circular cone 32 formed, which has a mating counter-surface to Passungskonus 28 of the shaft 18 forms. In other words, the opening angle W32, which is for example 40 °, is based on the cone angle of the fitting angle 28 matched, so that when joining the two components an exact concentricity of the tool to the centering 14 is guaranteed. The axial extent L32 substantially corresponds to the length L28 of the fit cone 28 ,

An den Innen-Kreiskonus schließt sich eine kreiszylindrische Aufnahme 34 für den zylindrischen Endabschnitt 30 der Werkzeugkomponente 12 an. Der Innendurchmesser D34 ist dabei so toleriert (beispielsweise mit H7), dass er geringfügig größer ist als der Außendurchmesser D30 des zylindrischen Endabschnitts 30. Das Maß T34 vom axialen Ende der Verdickung 24 bis zum innenliegenden Ende der kreiszylindrischen Aufnahme 34 ist so gewählt, dass es z. B. geringfügig größer ist als die Summe der Maße L28 und L30. In jedem Fall ist es so gewählt, dass beim Zusammenfügen der Komponenten 12 und 14 dafür gesorgt ist, dass die Konusflächen 28 und 32 fest aneinander anliegen können, während der zylindrische Endabschnitt 30 mit axialem Spiel SA und radialem Spiel SR in der kreiszylindrischen Aufnahme 34 aufgenommen ist. Dieser Zustand ist in 5 angedeutet.The inner circular cone is followed by a circular cylindrical receptacle 34 for the cylindrical end portion 30 the tool component 12 at. The inner diameter D34 is so tolerated (for example, with H7) that it is slightly larger than the outer diameter D30 of the cylindrical end portion 30 , The dimension T34 from the axial end of the thickening 24 to the inner end of the circular cylindrical receptacle 34 is chosen so that it z. B. is slightly larger than the sum of the dimensions L28 and L30. In any case, it is chosen so that when joining the components 12 and 14 care is taken that the cone surfaces 28 and 32 firmly abut each other while the cylindrical end portion 30 with axial play SA and radial play SR in the circular cylindrical receptacle 34 is included. This condition is in 5 indicated.

Bei einem Werkzeug-Spannmodul mit einem Gewinde M6 × 100 ist beispielsweise der Durchmesser D22 zu 6,2 mm festgelegt. Das Maß T34 beträgt dann etwa 10 mm und das Maß L32 etwa 2,75 mm.For example, in a tool clamping module having a M6 × 100 thread, the diameter D22 is set to 6.2 mm. The dimension T34 is then about 10 mm and the dimension L32 about 2.75 mm.

Die Anordnung ist ferner so getroffen, dass das radiale Spiel SR im Bereich zwischen 5 und 40 μm, vorzugsweise im Bereich von 10 bis 20 μm liegt. Das axiale Spiel SA kann auch größer als das radiale Spiel SR sein.The arrangement is further made such that the radial clearance SR is in the range between 5 and 40 μm, preferably in the range of 10 to 20 μm. The axial clearance SA may also be greater than the radial clearance SR.

Mit dem Bezugszeichen 36 sind Radialdurchbrüche bzw. Radialkanäle bezeichnet, über die die kreiszylindrische Aufnahme 34 zur Außenseite des Werkzeug-Spannmoduls 14 geöffnet ist. Vorzugsweise ist zumindest ein Paar von Radialkanälen 36 vorgesehen, wobei diese Radialkanäle 36 vorzugsweise diametral zueinander versetzt sind. Sie können auch – ggf. zusätzlich – in axialer Richtung zueinander versetzt sein. Es ist grundsätzlich auch möglich, mit einem einzigen Radialkanal 36 zu arbeiten, insbesondere dann, wenn sichergestellt ist, dass der zwischen dem zylindrischen Endabschnitt 30 und der kreiszylindrischen Aufnahme 34 gebildete Raum eine irgendwie geartete Entlüftung hat. Diese weitere Entlüftung kann beispielsweise durch einen Axialkanal 38 gegeben sein, über den beispielsweise Kühl-/Schmiermittel in zumindest einen mit strichpunktierten Linien angedeuteten innenliegenden Kühlkanal 40 der Werkzeugkomponente 12 einspeisbar ist.With the reference number 36 Radial breakthroughs or radial channels are called, on the circular cylindrical recording 34 to the outside of the tool clamping module 14 is open. Preferably, at least one pair of radial channels 36 provided, these radial channels 36 preferably offset diametrically to each other. You can also - possibly additionally - be offset in the axial direction to each other. It is also possible in principle, with a single radial channel 36 to work, especially if it is ensured that between the cylindrical end portion 30 and the circular cylindrical receptacle 34 formed room has some kind of ventilation. This further ventilation, for example, by an axial channel 38 be given, for example, the coolant / lubricant in at least one indicated by dotted lines internal cooling channel 40 the tool component 12 can be fed.

Der Durchmesser D38 des Axialkanals liegt bei einer Ausgestaltung des Werkzeug-Spannmoduls nach 3 beispielsweise bei etwa 2 mm.The diameter D38 of the axial channel is in an embodiment of the tool clamping module after 3 for example, at about 2 mm.

Zur axial- und drehfesten Ankopplung der Werkzeugkomponente 12 an den Werkzeugspannmodul 14 geht man wie folgt vor:
Vorzugsweise werden zunächst die Passungsoberflächen, d. h. zumindest der Passungskonus 28 und der Innenkonus 32 mit einem Reinigungsmittel entfettet bzw. von irgendwelchen Werkstoffresten befreit, die negativen Einfluss auf die zentrierende Fügepassung der Konusflächen haben könnten. Anschließend kann vorzugsweise unter Zuhilfenahme einer Halterung mit axialer Führung, um eine Beschädigung der Passungsflächen zu vermeiden – die Werkzeugkomponente 12 axial relativ zum Werkzeug-Spannmodul 14 bewegt, wie z. B. in diesen eingeführt werden, bis ein fester Passungskontakt zwischen Passungskonus 28 und Innenkonus 32 hergestellt ist, was in 5 dargestellt ist. Der Öffnungswinkel W32 entspricht dem Konuswinkel des Passungskonus 28. Vorzugsweise wird der Öffnungswinkel im Bereich zwischen 35 und 45° gewählt, damit einerseits eine gute Zentrierungswirkung, gleichzeitig jedoch eine geringe axiale Baulänge der Schnittstelle erzielbar ist.For axial and rotationally fixed coupling of the tool component 12 to the tool clamping module 14 Proceed as follows:
Preferably, first the fitting surfaces, ie at least the fit cone 28 and the inner cone 32 degreased with a cleaning agent or freed of any residual material that could have a negative impact on the centering mating fit of the conical surfaces. Subsequently, preferably with the aid of a holder with axial guidance, in order to avoid damage to the fitting surfaces - the tool component 12 axially relative to the tool clamping module 14 moved, such. B. are introduced into this until a tight fit contact between fit cone 28 and inner cone 32 what is made in 5 is shown. The opening angle W32 corresponds to the cone angle of the fit cone 28 , Preferably, the opening angle is selected in the range between 35 and 45 °, so that on the one hand a good centering effect, but at the same time a small axial length of the interface can be achieved.

Als Reinigungsmittel wird vorzugsweise ein lösungsmittelhaltiger Reiniger mit einem Lösungsmittel auf Aceton-/Alkohol-Basis verwendet, wie er beispielsweise unter dem Markennamen LOCTITE 7061 bekannt ist. Einzelheiten über die Zusammensetzung dieses Lösungsmittel sind dem technischen Datenblatt LOCTITE 7061 vom Juli 2008 entnehmbar, das auf der Web-Site http://65.213.72.112/tds5/docs/7061-DE.PDF abrufbar ist.The cleaning agent used is preferably a solvent-based cleaner with an acetone / alcohol-based solvent, as known, for example, under the trade name LOCTITE 7061. Details of the composition of this solvent can be found in the technical data sheet LOCTITE 7061 of July 2008, which is available on the website http://65.213.72.112/tds5/docs/7061-DE.PDF is available.

Wenn die beiden Komponenten – wie in 5 gezeigt – ineinander gefügt sind, werden sie axial aneinander gedrückt, wobei die Achsen A14 und A12 zusammenfallen. In diesem Zustand wird der Raum zwischen der Außenoberfläche des zylindrischen Endabschnitts 30 und der Innenoberfläche der kreiszylindrischen Aufnahme 34 mit Klebstoff gefüllt. Dabei kann es sich beispielsweise um einen Klebstoff auf Acrylat-Basis, beispielsweise auf Dimethacrylatester-Basis, handeln, wie er beispielsweise unter dem Handelsnamen LOCTITE 2701 bekannt ist. Bezüglich Einzelheiten dieses Klebstoffs wird auf das technische Datenblatt vom Juni 2004 verwiesen, das unter der Internetadresse http://65.213.72.112/tds5/docs/2701-DE.PDF abrufbar ist.If the two components - as in 5 shown - are interleaved, they are pressed axially against each other, wherein the axes A14 and A12 coincide. In this state, the space between the outer surface of the cylindrical end portion becomes 30 and the inner surface of the circular cylindrical receptacle 34 filled with glue. This may be, for example, an acrylate-based adhesive, for example based on dimethacrylate ester, as it is, for example known under the trade name LOCTITE 2701. For details of this adhesive, see the June 2004 technical bulletin available at the Internet address http://65.213.72.112/tds5/docs/2701-DE.PDF is available.

Bei diesem Klebstoff handelt es sich um einen unter Luftabschluss härtbaren Klebstoff, der vorzugsweise dann verwendet wird, wenn eng anliegende Metallflächen miteinander verklebt werden. Die Aushärtegeschwindigkeit ist dabei abhängig von der verwendeten Materialoberfläche und vom Klebespalt. Zur Steuerung der Aushärtegeschwindigkeit kann auch ein Aktivator verwendet werden.This adhesive is an air-curable adhesive that is preferably used when adhering tight metal surfaces to each other. The curing rate depends on the material surface used and the adhesive gap. An activator can also be used to control the cure speed.

Damit der vom Radialspiel zwischen den Funktionsoberflächen 30, 34 gebildete Raum möglichst vollständig mit Klebstoff gefüllt wird, sind Radialkanäle 36 vorgesehen. Wenn beispielsweise Klebstoff durch einen Radialkanal 36 eingeführt wird, kann er sich – wie in 6 gezeigt – über den Umfang des zylindrischen Endabschnitt 30 verteilen, bis aus dem gegenüberliegenden Radialkanal 36 wieder austritt. Diese andere Radialkanal 36 dient folglich als Entlüftung, damit der zwischen den Zylinder-Passungsflächen gebildete Raum mit Klebstoff gespült wird. 6 ist entnehmbar, dass der Klebstoff die in Kontakt miteinander stehende Konusflächenpaarung zwischen den Oberflächen 28 und 32 nicht erfasst. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Verklebung keinen Einfluss auf die koaxiale Ausrichtung der zu fügenden Komponenten 12 und 14 hat.So that of the radial play between the functional surfaces 30 . 34 formed space is filled as completely as possible with adhesive, are radial channels 36 intended. If, for example, adhesive through a radial channel 36 is introduced, he can - as in 6 shown - over the circumference of the cylindrical end portion 30 distribute it until it reaches the opposite radial canal 36 exits again. This other radial channel 36 thus serves as a vent, so that the space formed between the cylinder fitting surfaces is rinsed with adhesive. 6 it can be seen that the adhesive is the contacting cone surface mating between the surfaces 28 and 32 not recorded. In this way it is ensured that the bond has no influence on the coaxial alignment of the components to be joined 12 and 14 Has.

Mit dem Bezugszeichen 42 ist der Meniskus des sich auch in axialer Richtung im Radialspiel verteilenden Klebstoffs K angedeutet. Damit soll zum Ausdruck gebracht werden, dass über das Maß AK, das die axiale Erstreckung des Klebstoffs K bezeichnet, eine Steuerung der axialen Haltekraft und des übertragbaren Drehmoments zwischen den Komponenten 14 und 12 vorgenommen werden kann.With the reference number 42 is the meniscus of the distributing in the axial direction in the radial clearance adhesive K indicated. This is to express that about the measure AK, which denotes the axial extent of the adhesive K, a control of the axial holding force and the transmittable torque between the components 14 and 12 can be made.

Das Maß AK wird dabei bestimmt vom Radialspiel SR und der Viskosität des Klebstoffs K. Vorzugsweise wird die Abstimmung derart getroffen, dass der Meniskus 42 ein Stirnende 44 des zylindrischen Endabschnitts 30 nicht erreicht, wodurch sichergestellt werden kann, dass eine Kühlmittelversorgung über zumindest einen innenliegenden Kühlkanal 40 nicht vom Klebstoff beeinträchtigt bzw. (teilweise) verschlossen wird.The measure AK is determined by the radial clearance SR and the viscosity of the adhesive K. Preferably, the vote is made such that the meniscus 42 a front end 44 the cylindrical end portion 30 not achieved, which can be ensured that a coolant supply via at least one internal cooling channel 40 not affected by the adhesive or (partially) closed.

Wenn ausreichend Klebstoff K in den mit 6 bezeichneten Raum eingespeist worden ist, bleiben die beiden Komponenten 12 und 14 in der Position gemäß 6 fixiert, woraufhin das Aushärten des Klebstoffs K durchgeführt wird. Nach Abschluss des Aushärtevorgangs ist das Werkzeug einsatzbereit.If sufficient adhesive K in the with 6 designated space, remain the two components 12 and 14 in the position according to 6 fixed, whereupon the curing of the adhesive K is performed. After completion of the curing process, the tool is ready for use.

Vorzugsweise wird ein Klebstoff verwendet, der ausreichend temperaturstabil und chemisch stabil ist, damit die Haltekraft auch bei längerem Einsatz nicht beeinträchtigt wird. Bei LOCTITE 2701 handelt es sich um einen solchen Klebstoff.Preferably, an adhesive is used which is sufficiently stable in temperature and chemically stable, so that the holding force is not affected even with prolonged use. LOCTITE 2701 is one such adhesive.

Weiter ist es von Vorteil, einen Klebstoff zu verwenden, der ein Lösen der Verbindung in der Weise ermöglicht, dass die Komponenten vorzugsweise mehrfach wieder verwendbar sind. LOCTITE 2701 erfüllt auch diese Anforderung. Die Klebestelle kann durch Erhitzen wieder gelöst werden. Klebstoffreste können chemisch durch Einlegen in ein LOCTITE-Lösungsmittel und anschließende mechanische Bearbeitung, z. B. mit einer Drahtbürste, bzw. durch ein Ultraschall-Reinigungsverfahren entfernt werden. Für diesen Reinigungsvorgang kann beispielsweise wieder der Reiniger LOCTITE 7061 verwendet werden.Further, it is advantageous to use an adhesive which allows the connection to be released in such a way that the components are preferably reusable several times. LOCTITE 2701 also meets this requirement. The splice can be released by heating again. Adhesive residues can be chemically removed by placing in a LOCTITE solvent and subsequent mechanical processing, eg. B. be removed with a wire brush, or by an ultrasonic cleaning process. For this cleaning process, for example, the cleaner LOCTITE 7061 can be used again.

Selbstverständlich sind Abweichungen von dem gezeigten Ausführungsbeispiel möglich, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. So kann die Schnittstelle selbstverständlich auch für andere Werkzeuge verwendet werden, beispielsweise auch stehende Schaftwerkzeuge.Of course, deviations from the embodiment shown are possible without departing from the spirit of the invention. Of course, the interface can of course also be used for other tools, for example, also standing shank tools.

Auch bezüglich der Materialwahl für die Werkzeugkomponente und/oder für den Werkzeug-Spannmodul verbleibt ein großer Variations-Spielraum. So können Keramik-Werkstoffe ebenso eingesetzt werden, wie andere Metallwerkstoffe, wie beispielweise Cermet-Werkstoffe.Also with regard to the choice of material for the tool component and / or for the tool clamping module remains a large variation latitude. So ceramic materials can be used as well as other metal materials, such as cermet materials.

Das beschriebene Ausführungsbeispiel wurde anhand von Passungsflächen beschrieben, die jeweils Kreisquerschnitt haben. Es soll jedoch hervorgehoben werden, dass das erfindungsgemäße Fügeprinzip auch dann anwendbar ist, wenn im Bereich der Konusflächenpaarung und/oder der Zylinderflächenpaarung Querschnitte zur Anwendung kommen, die von der Kreisform abweichen. So kann beispielsweise im Bereich der Konusflächenpaarung mit einer Querschnittsform gearbeitet werden, die einen abgerundeten Polygonquerschnitt hat, wie z. B. mit einem Dreiecksquerschnitt mit, verhältnismäßig großen Abrundungsradien.The described embodiment has been described with reference to fitting surfaces, each having a circular cross-section. However, it should be emphasized that the joining principle according to the invention is also applicable if in the area of the cone surface pairing and / or the cylindrical surface pairing cross sections are used that deviate from the circular shape. For example, in the area of the conical surface pairing, a cross-sectional shape can be used which has a rounded polygonal cross-section, such as, for example, B. with a triangular cross-section with, relatively large rounding radii.

Auch im Bereich der Zylinderflächenpaarung ist es nicht unbedingt erforderlich, Kreiszylinderflächen vorzusehen.Also in the area of the cylindrical surface pairing, it is not absolutely necessary to provide circular cylindrical surfaces.

Es ist auch möglich, die Radialkanäle 36 hinsichtlich ihrer Anzahl zu variieren. Es kann auch genügen, einen einzigen Radialkanal 36 vorzusehen, wobei dann die Entlüftung z. B. über einen Axialkanal 36 im Werkzeug-Spannmodul 14 vorgenommen wird. Es ist gleichermaßen möglich, mehrere Paare von Radialkanälen 36 vorzusehen, die einander jeweils diametral gegenüberliegen und/oder zueinander in axialer Richtung versetzt sind.It is also possible the radial channels 36 to vary in number. It can also suffice a single radial channel 36 provide, in which case the vent z. B. via an axial channel 36 in the tool clamping module 14 is made. It is equally possible to have multiple pairs of radial channels 36 provide each other are diametrically opposite and / or offset from each other in the axial direction.

Schließlich können die Passungsflächen der Zylinderflächenpaarung mit einer vorbestimmten Oberflächenrauhigkeit ausgeführt werden, um auf diese Weise Einfluss auf das übertragbare Drehmoment zu nehmen.Finally, the mating surfaces of the cylinder surface pairing can be made with a predetermined surface roughness to thereby influence the transmittable torque.

Die Erfindung schafft somit eine Schnittstelle, insbesondere für Anwendungen bei spanabhebend arbeitenden Werkzeugen für den Flugzeugbau, zur verdrehsicheren Ankopplung eines Werkzeugschafts an einen Werkzeug-Spannmodul. Da der Werkzeug-Spannmodul zumindest bereichsweise aus Stahl hergestellt werden muss und der Werkzeugschaft oftmals aus einem Hartstoff, wie z. B. aus Vollhartmetall (VHM) besteht, wird erfindungsgemäß eine Schnittstelle zur rundlaufgenauen und verdreh- und axialfesten Ankopplung des Werkzeugschafts an den Werkzeug-Spannmodul bereitgestellt. Dabei wird die Kombination einer auf Passung gearbeiteten Konusflächenpaarung zur Zentrierung der beiden zu koppelnden Teile und einer sich daran anschließenden, spielbehafteten und verklebten Zylinderflächenpaarung für die Drehmomentübertragung vorgeschlagen.The invention thus provides an interface, in particular for applications in cutting tools for aircraft construction, for the rotationally secure coupling of a tool shaft to a tool clamping module. Since the tool clamping module must be made at least partially made of steel and the tool shaft often made of a hard material such. B. made of solid carbide (VHM), according to the invention an interface for concentric and rotationally and axially fixed coupling of the tool shaft is provided to the tool clamping module. In this case, the combination of a cone-surface pairing worked on a fit for centering the two parts to be coupled and an adjoining, backlash-bonded and bonded cylinder surface pairing for torque transmission is proposed.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

http://65.213.72.112/tds5/docs/2701-DE.PDF [0013] http://65.213.72.112/tds5/docs/2701-EN.PDF [0013]
http:/165.213.72.112/tds5/docs/7061-DE.PDF [0018] http: /165.213.72.112/tds5/docs/7061-EN.PDF [0018]
http://65.213.72.112/tds5/docs/7061-DE.PDF [0040] http://65.213.72.112/tds5/docs/7061-EN.PDF [0040]
http://65.213.72.112/tds5/docs/2701-DE.PDF [0041] http://65.213.72.112/tds5/docs/2701-EN.PDF [0041]

Claims

Schnittstelle, insbesondere für Anwendungen bei spanabhebend arbeitenden Werkzeugen für den Flugzeugbau, zur verdrehsicheren Ankopplung eines Werkzeugschafts (12, 18) an einen Werkzeug-Spannmodul (14), gekennzeichnet durch die Kombination einer auf Passung gearbeiteten Konusflächenpaarung (28, 32) zur Zentrierung der beiden zu koppelnden Teile (12, 14) und einer sich daran anschließenden spielbehafteten und verklebten Zylinderflächenpaarung (30, 34) für die Drehmomentübertragung.Interface, in particular for applications in cutting tools for aircraft construction, for the torsion-proof coupling of a tool shank ( 12 . 18 ) to a tool clamping module ( 14 ), characterized by the combination of a tapered surface pairing ( 28 . 32 ) for centering the two parts to be coupled ( 12 . 14 ) and an adjoining play-afflicted and bonded cylindrical surface pairing ( 30 . 34 ) for torque transmission.

Schnittstelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugschaft (18) über einen zur Werkzeugachse (A12) konzentrisch ausgebildeten Passungskonus (28) in einen zylindrischen Endabschnitt (30) übergeht, und der Werkzeug-Spannmodul (14) eine zu dessen Achse (A14) konzentrische Passungs-Gegenfläche (32) ausbildet, an die sich eine mit Radialspiel (SR) behaftete Aufnahme (34) für den zylindrischen Endabschnitt (30) anschließt, wobei zur Übertragung des Drehmoments zwischen Werkzeugschaft (18) und Werkzeug-Spannmodul (14) ein aushärtbarer Klebstoff (K) dient, mit dem das Radialspiel (SR) zwischen der Aufnahme (34) im Werkzeug-Spannmodul (14) und dem zylindrischen Endabschnitt (30) zumindest bereichsweise ausfüllbar ist.Interface according to claim 1, characterized in that the tool shank ( 18 ) via a tool cone (A12) concentric Passungskonus ( 28 ) in a cylindrical end portion ( 30 ), and the tool clamping module ( 14 ) a concentric to the axis (A14) mating counterface ( 32 ), to which a radial play (SR) recording ( 34 ) for the cylindrical end section ( 30 ), wherein for transmitting the torque between the tool shank ( 18 ) and tool clamping module ( 14 ) a curable adhesive (K) is used, with the radial clearance (SR) between the recording ( 34 ) in the tool clamping module ( 14 ) and the cylindrical end portion ( 30 ) is at least partially fillable.

Schnittstelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Konusflächen von Kreiskonusflächen (28, 32) gebildet sind.Interface according to claim 1 or 2, characterized in that the conical surfaces of circular cone surfaces ( 28 . 32 ) are formed.

Schnittstelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächen der Zylinderflächenpaarung von Kreiszylinderflächen (30, 34) gebildet sind.Interface according to one of claims 1 to 3, characterized in that the surfaces of the cylinder surface pairing of circular cylindrical surfaces ( 30 . 34 ) are formed.

Schnittstelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Radialspiel (SR) im Bereich von 5 bis 40 μm, vorzugsweise im Bereich von 10 bis 20 μm liegt.Interface according to one of claims 1 to 4, characterized in that the radial clearance (SR) in the range of 5 to 40 microns, preferably in the range of 10 to 20 microns.

Schnittstelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Länge (128) der Konusfläche (28) am Werkzeugschaft (18) im Bereich zwischen 0,4 und 0,6 × D liegt, wobei D den Durchmesser des Werkzeugschafts (18) bedeutet, und dass vorzugsweise die axiale Länge (L30) der Zylinderfläche (30) am Werkzeugschaft im Bereich zwischen 0,9 und 1,4 × D liegt.Interface according to one of claims 1 to 5, characterized in that the axial length (128) of the conical surface ( 28 ) on the tool shank ( 18 ) is in the range between 0.4 and 0.6 × D, where D is the diameter of the tool shank ( 18 ), and that preferably the axial length (L30) of the cylindrical surface ( 30 ) lies on the tool shank in the range between 0.9 and 1.4 × D.

Schnittstelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungswinkel (W32) der Konusflächen (28, 32) der Konusflächenpaarung im Bereich zwischen 35 und 45 ° liegt.Interface according to one of claims 1 to 6, characterized in that the opening angle (W32) of the conical surfaces ( 28 . 32 ) of the cone surface pairing is in the range between 35 and 45 °.

Schnittstelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeug-Spannmodul (14) zumindest ein Paar von in Umfangsrichtung vorzugsweise diametral und/oder in axialer Richtung versetzten Radialkanälen (36) hat, über die im angekoppelten Zustand des Werkzeugschafts der Raum zwischen den Zylinderflächen (30, 34) zumindest bereichsweise, vorzugsweise in Umfangsrichtung zusammenhängend mit Klebstoff füllbar ist.Interface according to one of claims 1 to 7, characterized in that the tool clamping module ( 14 ) at least one pair of radially in the circumferential direction preferably diametrically and / or axially offset radial channels ( 36 ) has, in the coupled state of the tool shank of the space between the cylindrical surfaces ( 30 . 34 ) at least partially, preferably in the circumferential direction contiguous with adhesive can be filled.

Schnittstelle nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff von einem unter Luftabschluss aushärtendem Material, vorzugsweise einem Acrylat-Klebstoff auf Dimethacrylatester-Basis gebildet ist, äußerst bevorzugt von LOCTITE 2701 (Marke der Firma Henkel AG & Co. KGaA; Technisches Datenblatt Juni 2004 abrufbar unter http://65.213.72.112/tds5/docs/2701-DE.PDF).An interface according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the adhesive is formed from an air curing material, preferably a dimethacrylate ester based acrylate adhesive, most preferably from LOCTITE 2701 (trademark of Henkel AG & Co. KGaA; Technical Datasheet June 2004 available at http://65.213.72.112/tds5/docs/2701-EN.PDF).

Schnittstelle nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugschaft (18) aus einem Hartstoff, wie z. B. Vollhartmetall (VHM) besteht.Interface according to one of claims 1 to 9, characterized in that the tool shank ( 18 ) of a hard material, such as. B. solid carbide (VHM) consists.

Komponente für ein spanabhebend arbeitendes Werkzeug zur Verwendung mit einer Schnittstelle nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit einem zylindrischen Werkzeugschaft, der an seinem einem Schneidteil (16) abgewandten Ende über einen mit hoher Rundlaufgenauigkeit und vorzugsweise mit hoher Oberflächengüte gefertigten Konusabschnitt (28) in einen Zylinderabschnitt (30) übergeht, wobei die axiale Länge (L28) des Konusabschnitts (28) im Bereich zwischen 0,4 und 0,6 × D liegt, wobei D den Durchmesser des Werkzeugschafts (18) bedeutet, und vorzugsweise die axiale Länge (L30) des Zylinderabschnitts (30) im Bereich zwischen 0,9 und 1,4 × D liegt.A cutting tool component for use with an interface according to any one of claims 1 to 10, comprising a cylindrical tool shank attached to its cutting part (10). 16 ) facing away from a manufactured with high concentricity and preferably with high surface quality cone section ( 28 ) in a cylinder section ( 30 ), wherein the axial length (L28) of the cone section ( 28 ) is in the range between 0.4 and 0.6 × D, where D is the diameter of the tool shank ( 18 ), and preferably the axial length (L30) of the cylinder portion ( 30 ) is in the range between 0.9 and 1.4 × D.

Werkzeug-Spannmodul für eine Schnittstelle nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit einem mit einer Schlüsselweite (26) ausgestatteten endseitigen Aufnahmeabschnitt (32, 34) für einen Werkzeugschaft, wobei sich an den Aufnahmeabschnitt ein Zentrierabschnitt (22) und daran anschließend ein Gewindeabschnitt (20) anschließt, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeabschnitt (32, 34) einen mit hoher Rundlaufgenauigkeit und vorzugsweise mit hoher Oberflächengüte gefertigten Konusabschnitt (32), vorzugsweise Kreiskonusabschnitt, hat, der sich verjüngend in einen tiefer liegenden Zylinderabschnitt (34), vorzugsweise Kreiszylinderabschnitt übergeht.Tool clamping module for an interface according to one of claims 1 to 10, with one with a wrench size ( 26 ) end receiving section ( 32 . 34 ) for a tool shaft, wherein a centering section ( 22 ) and then a threaded section ( 20 ), characterized in that the receiving section ( 32 . 34 ) a conical section produced with high concentricity and preferably with high surface quality ( 32 ), preferably a circular cone section, which tapers into a lower-lying cylinder section ( 34 ), preferably circular cylinder section passes.

Werkzeug-Spannmodul nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Länge (L32) des Konusabschnitts (32) im Bereich zwischen 0,4 und 0,6 × D liegt, wobei D den Durchmesser des Zentrierabschnitts (22) bedeutet, und vorzugsweise die axiale Länge (L34) des Zylinderabschnitts (34) im Bereich zwischen 0,9 und 1,4 × D liegt.Tool clamping module according to claim 12, characterized in that the axial length (L32) of the cone section ( 32 ) is in the range between 0.4 and 0.6 × D, where D is the diameter of the centering section ( 22 ), and preferably the axial length (L34) of the cylinder portion (FIG. 34 ) is in the range between 0.9 and 1.4 × D.

Werkzeug-Spannmodul nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrierabschnitt (22) zumindest einen, vorzugsweise mehrere in Umfangsrichtung vorzugsweise diametral und/oder in axialer Richtung versetzte Radialkanäle (36) aufweist.Tool clamping module according to claim 12 or 13, characterized in that the centering section ( 22 ) at least one, preferably a plurality of radially in the circumferential direction preferably diametrically and / or axially offset radial passages ( 36 ) having.

Verfahren zur verdrehsicheren Ankopplung einer spanabhebend arbeitenden Werkzeugkomponente (12) an einen Werkzeug-Spannmodul (14) unter Verwendung einer Schnittstelle nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass nach Durchführung eines optionalen Oberflächen-Reinigungsschritts vorzugsweise unter Verwendung eines Reinigungsmittels auf Aceton/Alkohol-Basis wie z. B. LOCTITE 7061 (Marke der Henkel AG & Co. KGaA; Technisches Datenblatt Juli 2008 abrufbar unter http://65.213.72.112/tds5/docs/7061-DE.PDF) und dem Einfügen des Schaftabschnitts (18) in den Werkzeug-Spannmodul (14) unter axial- und drehfestem Fügekontakt der Konusflächenpaarung (28, 32) Klebstoff (K), vorzugsweise Acrylat-Klebstoff auf Dimethacrylatester-Basis, äußerst bevorzugt LOCTITE 2701 (Marke der Firma Henkel AG & Co. KGaA; Technisches Datenblatt Juni 2004 abrufbar unter http://65.213.72.112/tds5/docs/2701-DE.PDF) im Bereich der Zylinderflächenpaarung (30, 34) zur Aushärtung gebracht wird.Method for the twist-proof coupling of a cutting tool component ( 12 ) to a tool clamping module ( 14 ) using an interface according to one of claims 1 to 10, characterized in that after performing an optional surface cleaning step, preferably using an acetone / alcohol-based cleaning agent such. For example, LOCTITE 7061 (trademark of Henkel AG & Co. KGaA, technical data sheet July 2008 available at http://65.213.72.112/tds5/docs/7061-EN.PDF) and the insertion of the stem portion ( 18 ) in the tool clamping module ( 14 ) under axial and rotationally fixed joining contact of the cone surface pairing ( 28 . 32 ) Adhesive (K), preferably acrylate adhesive based on dimethacrylate ester, most preferably LOCTITE 2701 (trademark of Henkel AG & Co. KGaA; technical data sheet June 2004 available at http://65.213.72.112/tds5/docs/2701- DE.PDF) in the area of cylindrical surface pairing ( 30 . 34 ) is cured.

Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff (K) in den Bereich der Zylinderflächenpaarung (30, 34) erst eingebracht wird, nachdem der Fügekontakt der Konusflächenpaarung (28, 32) hergestellt ist.A method according to claim 15, characterized in that the adhesive (K) in the region of the cylinder surface pairing ( 30 . 34 ) is introduced after the mating contact of the conical surface pairing ( 28 . 32 ) is made.

Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Raum zwischen den sich mit Radialspiel (SR) gegenüberliegenden Zylinderflächen (30, 34) mit Klebstoff durchspült wird.Method according to claim 16, characterized in that the space between the cylindrical surfaces (CS) facing each other with radial clearance (SR) ( 30 . 34 ) is rinsed with adhesive.