WO2011095362A1 - Werkzeug und werkzeugkopf zum bearbeiten von bohrungen und ähnlichen materialausnehmungen - Google Patents

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WO2011095362A1
WO2011095362A1 PCT/EP2011/000578 EP2011000578W WO2011095362A1 WO 2011095362 A1 WO2011095362 A1 WO 2011095362A1 EP 2011000578 W EP2011000578 W EP 2011000578W WO 2011095362 A1 WO2011095362 A1 WO 2011095362A1
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WO
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tool
tool head
head
shank
pin
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Application number
PCT/EP2011/000578
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Inventor
Frank Johne
Original Assignee
Johne & Co. Präzisionswerkzeuge GmbH
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Publication date
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D77/00—Reaming tools
    • B23D77/006—Reaming tools with means for lubricating or cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2231/00—Details of chucks, toolholder shanks or tool shanks
    • B23B2231/02—Features of shanks of tools not relating to the operation performed by the tool
    • B23B2231/0204—Connection of shanks to working elements of tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D2277/00—Reaming tools
    • B23D2277/02—Cutting head and shank made from two different components which are releasably or non-releasably attached to each other
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D2277/00—Reaming tools
    • B23D2277/42—Reaming tools comprising floating cutting heads

Definitions

  • the invention relates to a tool for machining bores and similar material recesses according to the preamble of claim 1.
  • the tool comprises a, preferably cylindrically symmetrical, a machining side, a mounting side and a rotational axis having tool shank, at least circumferentially one or more processing surfaces comprising the tool shaft rotatably entrained horrovigropf and at least one fastening means for releasably securing the tool head to the tool shank.
  • the invention relates to a tool head for a tool for machining holes or similar material recesses according to the preamble of claim 12.
  • the tool head which is preferably part of a reamer, comprises one or more at least circumferentially arranged processing surfaces.
  • Reamers for reworking holes are well known, especially in metalworking.
  • a reamer for example, the surface of a borehole wall in a metallic workpiece, in particular machined, can be machined with significantly greater demands than in the production of boreholes. This concerns less the location than the dimensions of the borehole and the corresponding tolerances.
  • the conventional reamers are interchangeable tools that are dismantled or completely replaced after wear by machining one or more workpieces for reworking the work surfaces.
  • the replacement of a reamer is usually coupled to a jus- day or device of the processing machine, since the reamer for post-processing a bore relative to the workpiece must be precisely aligned.
  • a multi-part reamer with a tool head which can be fastened on a holder for machining a workpiece can be taken from DE 10 2005 047 510 A1, CH 433 916 A, EP 0 324 909 B1 and EP 1 198 320 B1.
  • An essential aspect of the friction machining with regard to the quality of the borehole to be machined is a supply of cooling or lubricating or rinsing liquid in the area to be machined of the workpiece.
  • the liquid often serves to remove both the heat generated during processing and the resulting chips, so that the processing is not disturbed thermally or by chip residues.
  • a suitable liquid promotes a more even chip flow.
  • it has proven to be advantageous to equip reamers with a viasstechnikszu- and - trim arrangement.
  • EP 0 215 144 A1 Accordingly, the liquid transported by one or more channels in the reaming tool from the processing machine to the workpiece.
  • pendulum reamers are encountered in which a tool is mounted oscillating on a tool holder, in particular for the automatic centering of the tool relative to the workpiece respectively for drilling. A dislocation and / or contraction of the tool on the workpiece is thereby avoided.
  • the cost of aligning the tool is less than a rigid reamer.
  • the DE 34 32 615 C2 called.
  • a disadvantage of pendulum reamers according to the prior art is the comparatively complex structure of the entire tool, which results from the fact that the tool should oscillate on the one hand and on the other hand, the above-described liquid supply should continue to be possible.
  • pendulum reamers are often characterized by high (fault) susceptibility. For example, imbalances can occur when changing the cutting blades, which reduces the machining quality.
  • the complex pendulum reamers form a comparatively massive tool, which is particularly influenced by its own weight in horizontal tool guidance such that high demands on the quality of machining, especially when aligned as precisely as possible holes can not be achieved.
  • inaccuracies and disturbances up to a tool break arise.
  • the invention is based on the object of specifying a tool for machining bores and similar material recesses, which is simplified in such a way that it can be produced inexpensively, without significantly impairing the machining quality and / or the service life of the tool become.
  • a tool according to claim 1 the tool shank of the tool has, in the region of the machining side, a cylindrical or approximately cylindrical pin arranged in alignment with the axis of rotation of the tool shank.
  • the pin receives the tool head with radial play.
  • the tool head comprises an annular region and is displaceable in the fastened state in at least one direction, in particular in a first direction, radially with respect to the rotational axis of the tool shank and relative to the journal.
  • the tool is particularly suitable for machining and preferably serves as a reamer. It is expedient if the tool shaft and the pin are integrally formed, for example, as a rotating part of metal. However, the pin and the tool shank may also consist of two parts, in particular the pin may be formed wholly or partly by the shank of a screw which receives the tool head with radial play.
  • the machining surfaces of the tool head may, for example, have cutting edges, wherein the machining surfaces are an integral part of the tool head. Additional cutting elements such as (indexable) inserts or blades and their attachment accessories are possible but not required. This significantly reduces the risk of the tool head causing an imbalance. In addition, manufacturing and operating costs are reduced by these simplifications according to the invention.
  • the tool head thus forms a low-cost, one-piece wear and replacement component, in particular made of hard metal, with an annular region predeterminable axial length, which has a comparatively small size and a comparatively small volume, whereby significant material costs can be saved.
  • the invention is also suitable for processing machines in which one-way pendulum friction heads are to be used to increase production reliability.
  • the tool according to the invention is characterized by highest simplicity.
  • the tool shank which may be formed of a less expensive material than the tool head, can be used for a significantly longer service life. Replacement of the tool head after wear can be done by loosening a (single!) Fastener.
  • the replacement can take place on the machine, which is a decisive advantage in transfer lines, inter alia, since a machine-related downtime can be completely avoided.
  • the cost of tool change is also significantly reduced, which makes itself felt favorably in the processing costs.
  • the lateral displaceability of the tool head with respect to the pin and thus with respect to the fixed and possibly releasably connected to the pin tool shank allows a pendulum-like movement of the tool head radially to the bore.
  • an improvement of the adjustment of the tool position is achieved at the position of the bore, as well as an improvement of the roundness and the cylindricity of the reworked by the reaming hole.
  • Such an improvement is also achieved in a horizontal tool guide, since the tool has a relatively low weight due to the simple structure with few components.
  • the tool head fastened to the tool shank experiences a significantly lower vertical deviation compared with the prior art, as a result of which axial alignment errors in the friction machining of workpieces can be avoided.
  • the tool head can have a central bore, which is aligned with the axis of rotation, for receiving the journal, with a complete through-bore or opening being advantageous with regard to the releasable attachment.
  • a perpendicular to the axis of rotation arranged contact surface of the tool shank Between the tool head and the contact surface, a driver ring with radial play can be arranged on the journal. The tool head can be displaced radially relative to the axis of rotation at least in the first direction relative to the driving ring.
  • the driving ring can be displaced in at least one direction, in particular in a second direction, radially with respect to the axis of rotation.
  • the first direction and the second direction are perpendicular or approximately perpendicular to each other, wherein by the first direction and the second direction, a plane is transverse to the axis of rotation of the tool shank, in particular perpendicular or approximately perpendicular, and to its contact surface parallel or approximately runs parallel.
  • the driving ring can - as well as the tool head - have a central opening or opening, in particular in the form of a bore, whereby the driving ring can be plugged onto the pin.
  • Both the central opening of the driving ring and the tool head have a slightly larger diameter than the pin.
  • the rotatably mounted on the driving ring tool head has the ability to "swing" in any radial direction relative to the tool shank
  • "pendulum” here means a, preferably purely linear, reciprocating motion in the plane which is preferably perpendicular to the axis of rotation.
  • At least one recess extending perpendicular or approximately perpendicular to the axis of rotation is arranged in the contact surface through which at least one tool driver surface is formed, to which a driver located on the driver ring engages, in particular in the form of at least one web ,
  • tool shank and driver ring are arranged rotatably by driving with each other.
  • the driving ring is thereby displaceable along the recess radially with respect to the axis of rotation.
  • the recess is preferably narrower at its end facing the fastening side than at its end facing the machining side.
  • the contour of the recess substantially corresponds to the contour of the tool driver.
  • the oblique arrangement of the surfaces offers the opportunity to meet the requirements of the fit with the highest possible accuracy while keeping the size of the friction surfaces adjacent to each other as small as possible and the least possible effort.
  • it can also be expedient with regard to the manufacturing outlay if a groove running essentially perpendicularly to the rotation axis is arranged as a cutout in the tool head, by which at least one tool head driving surface is formed, to which one on the tool shaft or on a driving ring arranged tool driver attacks.
  • the tool head and driving ring are arranged rotationally fixed relative to one another. The tool head is thus displaceable along its groove radially with respect to the axis of rotation.
  • An additional advantage with regard to the adaptation of the tool driver to the groove of the tool head is obtained when two mutually opposite tool driving surfaces of the groove relative to the contact surface, in particular relative to each other, obliquely, and if the groove preferably facing at its the machining side End is narrower than at its the fastening side facing the end.
  • the contour of the groove should essentially correspond to the contour of the tool head carrier web.
  • the driving ring on at least one franking which is preferably arranged in the region of the tool driver.
  • the franking is mechanically not further processed for cost savings during the production of the tool.
  • a radial movement ensuring axial clearance is provided, which is effective in the region of the pin on the tool head.
  • the axial gap can be arranged between the tool head and the fastening means, and / or between the tool head and the tool shaft.
  • An arrangement of the gap between the tool head and the driver ring and / or between the driver ring and the tool shank may also be appropriate.
  • the desired radial play in the area between the pin and the tool head and / or the driving ring is ensured by a radial gap.
  • This radial gap is expediently arranged between the journal and the central opening of the tool head.
  • a gap with a preferably identical gap dimension can also be provided between the driver ring and the journal.
  • the fastening means for fixing the tool head on the tool shank respectively on the pin is formed as a screw head, wherein the associated screw shaft engages in an arranged in the pin, aligned with the axis of rotation threaded hole in the pin.
  • any other attachment may be provided, such as a nut which engages in an external thread of the pin, or a snap ring which engages in a fastening groove arranged circumferentially in the pin.
  • the fastening means is formed as a nut or as a snap ring
  • the pin should have an extension which is greater than the depth of the central opening of the tool head or greater than the sum of the openings of the tool head and driving ring.
  • the mounting groove for the snap ring or the thread for receiving the nut is then arranged in the extension of the pin.
  • the shank can serve a screw which can be screwed into the tool shank or a comparatively short pin stub.
  • the tool according to the invention can be provided for the purpose of tick cooling, flushing and / or lubrication that is arranged in the tool shank at least one liquid channel for the transport of liquid.
  • the fluid channel extends substantially from the attachment side to the processing side. In the area of the processing side opens the liquid channel in at least one liquid outlet, which is preferably arranged in the region of the pin.
  • the fluid channel can pass through the pin.
  • at least one liquid outlet is arranged in the end face of the pin. In this case, the exiting liquid can rinse out the chips formed in the bore formed by the tool particularly effectively.
  • the front side arranged liquid outlet can be closed by a detachable in the liquid outlet sealing screw.
  • the liquid may also be a cooling liquid to which the heat generated during workpiece machining can be transferred and thus transported away.
  • the fluid channel may also be suitable for conveying a liquid or low viscosity lubricant which lubricates the tool during processing.
  • the fluid channel can optionally have at least one branching and / or angling within the tool housing, as a result of which the fluid can be distributed over a larger area within the tool shaft.
  • the liquid outlet or the liquid outlet may preferably lead to the first, the second gap or to a franking.
  • the liquid is optimally distributed between the tool components and between the tool and the workpiece.
  • the invention also provides a tool head for machining bores or similar material recesses according to claim 12.
  • the tool head has a central opening extending in the axial direction, whereby it can be plugged onto a journal, in particular onto a journal of one or more embodiments of the above-described tool
  • the tool head is a wearing part, wherein in particular the working surfaces of the tool head are worn.
  • the processing surfaces are nachschleifbar. Due to the fact that the tool head is comparatively simple in construction and has no complicated fastening devices for additional cutting elements, it can be manufactured as a cost-effective mass part.
  • the working surfaces may be hardened, in particular they may be formed of a harder material than the rest of the tool head and / or the tool shank. Alternatively, the entire tool head may also be formed from a hard metal.
  • the processing surfaces are part of the tool head, ie tool head and processing surfaces are preferably integrally connected. The processing surfaces may have cutting surfaces or edges with which a workpiece is machinable.
  • the tool head is formed rotationally symmetrical at least in its contour lines. In particular, it does not generate any imbalance during rotation.
  • the opening comprises at least one cone.
  • the cone may be continuous or be formed as in relation to the depth of the opening in a central region converging double cone.
  • An abrasive machining in the manufacture or completion of the cone or the double cone of the opening of the tool head may be necessary insofar as the opening or the central bore of the tool head is preferably to have a nominal size, which is greater according to the desired radial clearance than the narrowest cross-section the opening associated outer diameter of the pin on which the tool head can be plugged. Set the exact nominal size by grinding.
  • teeth are arranged on the tool head on the circumference, which comprise the processing surfaces. Through the teeth becomes the tool head overall easier, since it is made of less material to manufacture. This also has a favorable effect on the (manufacturing) costs, in particular since the tool head can be formed from high-priced materials such as hard metal alloys, a high-speed steel and the like. At the same time the surface of the tool head is enlarged by the teeth, whereby a better heat dissipation is possible. The tool head is thereby better cooled, whereby the service life of the tool head is extended.
  • the teeth may optionally be arranged obliquely or comprise a bevel, are arranged on the processing surfaces.
  • the central cylindrical or conical or biconical opening in the tool head comprises a crank.
  • the offset is suitable, for example, for receiving a fastening means such as a screw head.
  • the fastener is also better protected during machining of the workpiece with the tool head, whereby the fastener less disturbs and a tool head exchange is possibly facilitated.
  • An unprotected fastening means may become dirty or sticky, for example due to coolant or lubricating fluid, which may require a greater outlay in loosening the fastening means when changing tools.
  • the tool head for a tool with one or more liquid channels
  • it can be provided with particularly high-quality tool heads that at least one liquid channel is provided for transporting liquid through or along the tool head, wherein the liquid channel is coupled in particular to a liquid outlet of the tool or can be coupled.
  • a cooling, lubricating or rinsing effect of a guided through the tool liquid to the tool head is expandable.
  • the fluid channel may extend into one or more of the teeth of the tool head.
  • FIG. 1 to 3 show first to third embodiments of a tool for processing bores and similar material recesses in axial section
  • Fig. 4 of the tool of Figure 1 is a perspective view;
  • Fig. 5 of the same tool a side view;
  • Fig. 7 of the same tool a side view of a tool head; such as Fig. 8 shows an alternative embodiment of the tool head in axial section.
  • FIG. 1 shows a tool for machining bores and similar material recesses. It is particularly useful as a reamer.
  • the tool comprises a substantially cylindrically symmetrical tool shank 1, which has a machining side 2 at its one, for example the upper, end and an attachment side 3 at its other, for example the lower, end.
  • the machining side 2 is used to machine a workpiece, for example can be a Reibbearbeitung a hole in the workpiece.
  • the tool On the mounting side 3, the tool is clamped in a holder of a machine with rotary drive. Relative to the workpiece, the tool rotates about its axis of rotation z and / or undergoes a linear feed in the z-direction.
  • an annular tool head 4 is arranged on the tool.
  • a bleed 36 may be provided in each case.
  • the gate 36 may be disposed at an angle to the rotation axis z which is in a range of 0.1 ° to 85 °, preferably 0.3 ° to 15 °.
  • the gate 36 may have one or more sections, wherein the angle of the sections may be different from the axis of rotation z.
  • each processing surface 5 in the region of the gate 36 may have cutting or cutting properties.
  • the working surfaces 5 of the tool head 4 are stressed during the friction machining of the workpiece and worn over time.
  • the tool head 4, which is shown in detail in Figures 4, 7 and 8 and described below, is fastened to the tool with a fastener 6.
  • the fastening means may in particular be a screw head 8A (FIGS. 1, 4 to 6 and 8), a nut 10 (FIG. 2) or a clamping or snap ring 15 (FIG. 3).
  • When attaching it is a detachable attachment so that the tool head 4 of the tool is interchangeable. In this way, the service life of the tool shank 1 is increased, whereby the total cost of the friction machining is significantly reduced. Only the tool head 4 forms a regularly exchangeable wear part, the other tool components can be used for a considerably longer period of friction.
  • the tool shank 1 in the region of the machining side 2 has a cylindrical pin 7 which is aligned with the axis of rotation z of the tool shank 1.
  • the fastening means 6 can be fastened to the journal 7 (FIGS. 1 to 6) or the journal is formed by a screw shaft 8B which carries a screw head 8A serving as a fastening means.
  • the tool head 4 can be arranged rotatably by driving elements with respect to the pin 7.
  • a driver ring 20 which can be used for this purpose and which is explained in more detail in connection with FIG. 4, preferably also sits on the journal 7 or on an extension of the tool shaft on this side for this purpose.
  • the fastening means 6 can be formed as a screw head 8A, preferably with a hexagon socket, whose associated screw shaft 8B engages in a threaded bore 9 arranged in the pin 7.
  • the threaded hole 9 and the rotation axis z lie in alignment.
  • the screw head 8A in its end position on its tool head side on a stop means of the pin 7, such as an end face, come to rest.
  • the tool head 4 can be removed from the pin 7 and replaced with a new head.
  • the screw head 8A is tightened against the end face of the pin 7.
  • FIG. 1 An alternative attachment of the tool head 4 on the pin 7 can be seen in FIG.
  • a nut 10 in particular a hex nut provided as a fastening means 6.
  • the nut 10 engages via an external thread 11, which is arranged on an extension 12 of the pin 7 arranged in the region of the machining side 2 of the tool, which projects beyond the end face of the tool head 4 facing the machining side 2 and carries an external thread.
  • an axial gap 13 can be arranged between the tool head 4 and the fastening means 6, which permits a minimal axial clearance of the tool head 4.
  • the axial play causes the tool head 4 to move radially relative to the tool shank 1 sufficiently easily.
  • the axial gap 13 can also be arranged in a region between the tool head 4 and the tool shank 1.
  • the dimension of the axial gap 13 and thus of the axial play is preferably 0.001 to 1.0 mm and particularly preferably 0.01 to 0.03 mm.
  • a radial gap 14 is provided in the region of the pin 7.
  • the radial gap 14, which can also extend to the driver ring 20 is formed by the fact that the inner diameter of the tool head 4 and the driver ring 20 is greater than the outer diameter of the pin 7.
  • the diameter difference corresponds to twice the size of the second gap 14, which is preferred 0.001 to 1, 0 mm and more preferably 0, 1 to 0.2 mm may be. Due to the radial clearance of the tool head 4 can be moved radially relative to the tool shaft 1. This shift essentially takes place in the xy plane and allows, for example, a compensation tion of axial alignment errors when rubbing holes in a workpiece.
  • a releasable snap ring 15 is shown, which engages in a receiving side in the pin 7 arranged on the attachment groove 16.
  • the groove of the mounting groove 16 is made so that between the tool head 4 and tool shank 1 can set the required axial overall play.
  • the snap ring forms an alternative fastening means 6 to the screw 8 according to FIG. 1 or the nut 10 according to FIG. 2.
  • the fastening groove 16 is also arranged on an extension 11 of the pin 7.
  • the use of a snap ring 15 leads to a further cost and weight reduction of the tool according to the invention compared to the above-described attachment variants.
  • the snap ring 15 has the advantage that, in contrast to the screw 8 or the nut 10, it can not loosen or loosen by the movements of the tool itself.
  • FIG. 3 also shows an example of the guidance of a liquid channel 17 for transporting a cooling, rinsing or lubricating liquid.
  • the attachment of the tool head 4 by means of a snap ring 15 allows a more varied guidance of the liquid channel 17 as in a fastening by means of a screw 8 as shown in FIG 5.
  • the liquid channel 17 may extend substantially from the mounting side 3, where it on a Liquid supply can be connected, to the processing side 2, where the liquid leaves the liquid passage 17 at one or more copesstechniksaustritt / en 18.
  • the liquid outlets 18 are arranged in the region of the pin 7 so that the liquid around the driving ring 20 and / or the tool head 4, for example, or backwash, wherein, preferably, the one or more radial gaps can serve as a distributor.
  • optimal cooling of the tool head 4 is effected, and on the other hand, the chips produced by the tool head 4 are removed from the processing surfaces 5. Both effects lead to an improvement in the quality of the workpiece machining and to an extension of the life of the tool, in particular the tool head 4. It is also advantageous to lead the liquid channels in the machining side 2 exclusively or predominantly by the pin 7 and not or only to a small extent by the tool head 4.
  • a sealing screw 27 for closing the axially opening Liquid channel 17 may be provided in the end face of the extension 12 of the pin 7. If, for example, a through bore of a workpiece is to be reworked with the tool according to FIG. 3, an opening of the frontally terminating liquid channel 17 can be expedient insofar as chips are flushed out of the through bore together with the liquid emerging from the end face. If, alternatively, a blind bore is to be reworked with the tool according to FIG. 3, it is advisable to close the end-side liquid outlet with the sealing screw 27, since otherwise a fluid congestion would form in the blind bore which could be an obstacle to high-quality reworking of the blind hole ,
  • FIG. 4 A perspective view of a tool according to FIG. 1 can be taken from FIG. 4. There it can be seen that in the transition region between the tool shank 1 and pin 7, a contact surface 19 of the tool shank 1, which is arranged substantially perpendicular to the axis of rotation z, is formed. Between the tool head 4 and the contact surface 19, a driver ring 20 is arranged on the pin 7.
  • the driver ring 20 is rotatably arranged by driving elements with respect to the pin 7 and preferably also with respect to the tool head 4 of Fig. 4 it can be seen that the tool head 4 in a first direction x relative to the driver ring 20 radially relative to the axis of rotation z is displaceable.
  • the driving ring 20 is radially displaceable in a second direction y with respect to the axis of rotation z.
  • the first direction x and the second direction y are perpendicular to one another and span an xy plane which is perpendicular to the rotation axis z of the tool shank 1 and parallel to the abutment surface 19.
  • a recess 21 extending perpendicularly to the axis of rotation z is arranged through which the tool driver surfaces 22 are formed.
  • the tool driver surfaces 22 engages a driver ring 20 arranged on the first tool driver 23.
  • the tool shaft 1 and the driving ring 20 are rotatably arranged by driving with each other.
  • the driving ring 20 along the recess 21 radially relative to the axis of rotation z is displaced.
  • the two mutually opposite tool driver surfaces 22 of the recess 21 extend obliquely relative to the contact surface 19, in particular relative to one another.
  • the inclination of the tool driving surfaces with respect to the vertical should be less than 15 °. It is preferably between 0 ° and 1 °, for example 0.1 °.
  • the recess 21 may be narrower at its end facing the fastening side 3 than at its end facing the machining side 2. Conveniently, the contour of the recess 21 should substantially correspond to the contour of the tool driver 23.
  • a recess 24 running vertically to the rotation axis z is arranged in the form of a groove in the tool head 4.
  • driving surfaces 25 are formed, to which a driver ring 20 arranged as a web trained tool driver 26 engages.
  • tool head 4 and driving ring 20 are arranged rotationally fixed relative to one another.
  • the tool head 4 is displaceable radially along the groove with respect to the axis of rotation z.
  • the centering aid 37 may comprise a center chamfer 37A, which is arranged on the outside at one end, in particular at the machining-side end (2) of the tool head 4.
  • the centering Chamfer 37A may be formed by a chamfered surface disposed in the region where the machining surfaces 5 merge into the machining-side end surface of the tool head 4.
  • the inclination of the tapered surface of the centering bevel 37A relative to the axis of rotation z may be between 5 ° and 85 °, preferably between 40 ° and 50 °.
  • the centering aid 37 may comprise a rounded tool edge, ie a centering rounding (not shown).
  • the machining surfaces in the region of the centering aid 37 may be such that they have neither cutting nor cutting properties, but rather are dull, whereby the centering is further facilitated.
  • the two opposite tool head driving surfaces 25 of the groove extend obliquely relative to the contact surface 19, in particular relative to one another.
  • the groove is narrower at its end facing the machining side 2 than at its end facing the fastening side 3.
  • the contour of the groove should substantially correspond to the contour of the tool driver 26.
  • the displacement of the tool head 4 relative to the tool shank 1 or the pin 7 results from the execution of the tool according to FIG. 4.
  • Any displacement is composed of a displacement of the tool head 4 in the first direction x and a displacement of the tool head 4 Tool head 4 in combination with the rotationally fixed thereon driving ring 20 in the second direction y.
  • the tool head 4 can be displaced as desired radially relative to the pin 7.
  • the clearances 30 can further be removed, which are arranged on the driver ring 20.
  • the clearances 30 are located on the tool driver 26 and on the tool driver 23.
  • a side view of a tool can be seen in FIG. 5.
  • the attachment of the tool head 4 corresponds to the attachment described in FIG. Dashed lines in Fig. 5, the liquid channel 17 is shown.
  • the channel has a branch 28.
  • the liquid can be transported in a larger area of the tool.
  • at least one liquid channel 29 for transporting the liquid is arranged in particular longitudinally through the tool head 4.
  • the liquid channel 29 couples to one of the plurality of liquid outlets 18 of the tool in the region of the contact surface 19 of the tool shank 1.
  • the liquid channel 29 ends in the region of the fastening means 6, which is formed as shown in FIG. 5 as a screw 8.
  • the axial gap 13 is acted upon by liquid between the fastening means 6 and the tool head 4, which additionally facilitates the lateral movement of the tool head 4 relative to the pin 7.
  • the processing surfaces 5 of the tool head 4 are better cooled by the liquid head channel 29, whereby the service life of the tool is increased.
  • FIG. 6 shows a plan view of a tool according to FIG. 5.
  • the tool head 4 fastened with a hexagon socket screw 8 comprises teeth 35 arranged on the circumference and on which the machining surfaces 5 are arranged. It can also be seen from FIG. 8 that the liquid outlets 18 are arranged in the region of the teeth 35. A total of one liquid outlet 18 can be provided or one liquid outlet 18 per tooth 35. According to FIG. 6, a tool head 4 with 8 teeth 35 is provided. Also visible is the tool driver 26, on whose sides in each case a franking 30 is arranged.
  • FIG. 1 A side view of a tool head 4 for machining bores or similar material recesses for a tool, in particular according to FIGS. 1 and 5, is shown in FIG.
  • the processing surfaces 5 are arranged circumferentially on the tool head 4.
  • the ratio length / diameter of the Tool head 4 should be smaller than 1, 5.
  • the length / diameter ratio is in a range between 0.2 and 1.5.
  • FIG. 8 A vertical section through another tool head 4 according to the invention can be taken from FIG. 8.
  • This tool head also has an opening 31 extending in the axial direction, whereby the tool head 4 can be placed on the screw shank 8B of the tool serving as a pin in the sense of the invention, while the screw shank 8B, leaving the necessary axial length for receiving the tool head and optionally 8 for the reception of a driver ring 20, not shown in FIG. 8, ie, up to a predetermined axial effective length, can be inserted into the tool shank 1 or a trunnion stub.
  • the opening 31 comprises a first conical surface 32.
  • the inclination of the side wall of the opening 31 with respect to the vertical, ie with respect to the axis of rotation z, may be less than 5 °.
  • the angle of inclination of the side wall of the opening 31 has a value between 0.1 ° and 2 °.
  • the opening angle of the cone surface 32 is in a range between 0.2 ° and 4 °.
  • a second conical surface 34 may be provided with a comparable or larger opening angle, the opening 31 thereby may have their smallest diameter in a central region. It can also be seen from FIG.
  • the tool head 4 for receiving the fastening means 6 can have a cylindrical offset 33.
  • the conical surface 34 adjoins the offset 33, wherein the diameter of the conical surface 34 on the machining side is greater than on the fastening side.
  • the angle of inclination of the side surface of the crank 33 with respect to the vertical, ie with respect to z, should be less than 15 °. It is preferably between 0.1 ° and 15 °. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Bearbeiten von Bohrungen und ähnlichen Matehalausnehmungen. Es umfasst einen eine Bearbeitungsseite (2), eine Befestigungsseite (3) und eine Rotationsachse (z) aufweisenden Werkzeugschaft (1). Das Werkzeug weist einen zumindest umfangsseitig eine oder mehrere Bearbeitungsflächen (5) umfassenden von dem Werkzeugschaft (1) drehend mitnehmbaren Werkzeugkopf (4) auf sowie zumindest ein Befestigungsmittel (6) zum lösbaren Befestigen des Werkzeugkopfes (4) an dem Werkzeugschaft (1). Erfindungsgemäß weist der Werkzeugschaft (1) im Bereich der Bearbeitungsseite (2) einen zylindrischen oder annähernd zylindrischen, zur Rotationsachse (z) des Werkzeugschaftes (1) fluchtend angeordneten Zapfen (7) auf. An dem Zapfen ist das Befestigungsmittel (6) befestigt oder befestigbar. Der Zapfen nimmt den Werkzeugkopf (4) mit radialem Spiel auf. Der Werkzeugkopf (4) ist ringförmig gestaltet und in befestigtem Zustand in zumindest einer Richtung radial bezüglich der Rotationsachse (z) des Werkzeugschaftes (1) und relativ zu dem Zapfen (7) verschiebbar.

Description

Werkzeug und Werkzeugkopf zum Bearbeiten von Bohrungen
und ähnlichen Materialausnehmungen
GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Bearbeiten von Bohrungen und ähnlichen Materialausnehmungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Demnach umfasst das Werkzeug einen, vorzugsweise zylindersymmetrischen, eine Bearbeitungsseite, eine Befestigungsseite und eine Rotationsachse aufweisenden Werkzeugschaft, einen zumindest umfangsseitig eine oder mehrere Bearbeitungsflächen umfassenden von dem Werkzeugschaft drehend mitnehmbaren Werkzeug- köpf und zumindest ein Befestigungsmittel zum lösbaren Befestigen des Werkzeugkopfes an dem Werkzeugschaft.
Außerdem betrifft die Erfindung einen Werkzeugkopf für ein Werkzeug zum Bearbeiten von Bohrungen oder ähnlichen Materialausnehmungen gemäß dem Ober- begriff des Anspruchs 12.
Demnach umfasst der Werkzeugkopf, der vorzugsweise Teil einer Reibahle ist, eine oder mehrere zumindest umfangsseitig angeordnete Bearbeitungsflächen.
BESTÄTIGUNGSKOPIE TECHNOLOGISCHER HINTERGRUND
Reibahlen zur Nachbearbeitung von Bohrungen sind insbesondere in der Metallbearbeitung hinlänglich bekannt. Mit einer Reibahle kann beispielsweise die Oberflä- che einer Bohrlochwandung in einem metallischen Werkstück, insbesondere spanabhebend deutlich anspruchsvoller als bei der Bohrlocherzeugung bearbeitet werden. Dies betrifft weniger die Lage als die Maße des Bohrloches sowie die entsprechenden Toleranzen. Bei den herkömmlichen Reibahlen handelt es sich um als Ganze austauschbare Werkzeuge, die nach Abnutzung durch die Bearbeitung eines oder mehrerer Werkstücke zum Nachbearbeiten der Arbeitsflächen demontiert oder vollständig ausgewechselt werden. Das Auswechseln einer Reibahle ist zumeist an eine Jus- tage oder Einrichtung der Bearbeitungsmaschine gekoppelt, da die Reibahle zur Nachbearbeitung einer Bohrung relativ zum Werkstück präzise ausgerichtet werden muss.
Eine mehrteilige Reibahle mit einem auf einem Halter befestigbaren Werkzeugkopf zur Bearbeitung eines Werkstücks sind der DE 10 2005 047 510 A1 , der CH 433 916 A, der EP 0 324 909 B1 und der EP 1 198 320 B1 zu entnehmen.
Ein wesentlicher Aspekt bei der Reibbearbeitung im Hinblick auf die Qualität des zu bearbeitenden Bohrloches ist eine Zuführung von Kühl- bzw. Schmier- oder Spülflüssigkeit in den zu bearbeitenden Bereich des Werkstückes. Die Flüssigkeit dient oftmals einem Abtransport sowohl der bei der Bearbeitung entstehenden Wärme als auch der entstandenen Späne, damit die Bearbeitung nicht thermisch oder durch Spanrückstände gestört wird. Zusätzlich fördert eine geeignete Flüssigkeit einen gleichmäßigeren Spanablauf. Diesbezüglich hat es sich als vorteilhaft erwiesen, Reibahlen mit einer Flüssigkeitszu- und -durchführung auszustatten. Exempla- risch sei hierzu auf die EP 0 215 144 A1 verwiesen. Demnach wird die Flüssigkeit durch einen oder mehrere Kanäle in dem Reibwerkzeug von der Bearbeitungsmaschine zum Werkstück transportiert.
Problematisch daran sind die damit verbundenen hohen Werkzeug- Herstellungskosten, insbesondere da es sich bei Reibahlen um regelmäßig auszutauschende Verschleißteile handelt. Die Herstellung einer oder mehrere Kanäle zum Kühlmitteltransport ist aufwändig und verursacht hohe Herstellungskosten. Dadurch beanspruchen in der Praxis die reinen Werkzeugkosten den größten Anteil an den Gesamtkosten der Reibbearbeitung. Dies umso mehr, als zur Gewährleis- tung einer Produktionssicherheit die Reibahlen bereits nach kurzer Standzeit gewechselt werden und die Bearbeitungsmaschine entsprechend neu eingerichtet werden sollte.
Ebenfalls als problematisch bei der Reibbearbeitung von Bohrungen hat sich in der Vergangenheit beispielsweise die Serienbearbeitung oder die Bearbeitung mehrerer, konzentrisch hintereinander angeordneter Bohrungen unter der Vorgabe einer hohen Zylindrizität bzw. Zentrizität erwiesen. Hier können bei einer starr am Bearbeitungswerkzeug angeordneten Reibahle Lageabweichungen, Achsfluchtfehler oder andere unerwünschte Ungenauigkeiten auftreten.
Zur Beseitigung dieser Ungenauigkeiten und zur Verbesserung der Dauergenauigkeit sind im Stand der Technik Pendelreibahlen anzutreffen, bei denen ein Werkzeug pendelnd an einem Werkzeughalter gelagert ist, insbesondere zur selbsttätigen Zentrierung des Werkzeuges relativ zum Werkstück respektive zur Bohrung. Ein Verrücken und/oder Verzwengen des Werkzeugs am Werkstück wird dadurch vermieden. Außerdem ist der Aufwand beim Ausrichten des Werkzeugs geringer als bei einer starren Reibahle. Hierzu sei beispielhaft die DE 34 32 615 C2 genannt. Nachteilig an Pendelreibahlen gemäß dem Stand der Technik ist der vergleichsweise aufwändige Aufbau des gesamten Werkzeugs, der sich dadurch ergibt, dass das Werkzeug zum einen pendeln soll und zum anderen die vorbeschriebene Flüssigkeitszuführung weiterhin möglich sein soll. Damit das austauschbare Verschleißteil nicht aus dem gesamten Werkzeug inklusive der Flüssigkeitsführung besteht, werden auf einem aufwändig gelagerten Werkzeugkopf Schneidmesser angeordnet, die bei Bedarf gewendet oder ausgewechselt werden können. Nachteilig an diesem Reibahlenkonzept mit pendelnder Aufhängung sind weiterhin die hohen Werkzeug- kosten, die durch die Vielzahl aufwändig herzustellender Werkzeugkomponenten anfallen sowie durch einen hohen Justage- und Befestigungsaufwand der Schneidmesser.
Zudem sind Pendelreibahlen, wie sie im Stand der Technik in verschiedenen Aus- führungen anzutreffen sind, oftmals durch eine hohe (Fehler-)Anfälligkeit gekennzeichnet. Beispielsweise können sich beim Wechseln der Schneidmesser Unwuch- ten einstellen, worunter die Bearbeitungsqualität leidet. Hinzu kommt der Umstand, dass die aufwändigen Pendelreibahlen ein vergleichsweise massereiches Werkzeug bilden, welches insbesondere bei horizontaler Werkzeugführung durch sein Eigengewicht derart beeinflusst wird, dass hohe Anforderungen an die Bearbeitungsqualität, insbesondere bei möglichst exakt fluchtenden Bohrungen, nicht erreicht werden können. In Verbindung mit den notwendigen Drehzahlen des Werkzeugs und der bedingt durch die aufwändige Konstruktion der Pendelreibahle langen Austragungen des Werkzeugs und der damit verbundenen Klemmneigung in der Mechanik des Pendelhalters ergeben sich Ungenauigkeiten und Störungen bis hin zu einem Werkzeugbruch.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Werkzeug zum Bearbeiten von Bohrungen und ähnlichen Materialausnehmungen anzugeben, welches derart vereinfacht ist, dass es kostengünstig herstellbar ist, ohne dass dadurch die Bearbeitungsqualität und/oder die Standzeit des Werkzeugs nennenswert beeinträchtigt werden. Diese Aufgabe wird durch ein Werkzeug gemäß Anspruch 1 gelöst. Demnach ist vorgesehen, dass der Werkzeugschaft des Werkzeuges im Bereich der Bearbeitungsseite einen zylindrischen oder annähernd zylindrischen, zur Rotationsachse des Werkzeugschaftes fluchtend angeordneten Zapfen aufweist. An dem Zapfen ist das Befestigungsmittel befestigt oder befestigbar. Der Zapfen nimmt den Werkzeugkopf mit radialem Spiel auf. Der Werkzeugkopf umfasst einen ringförmigen Bereich und ist im befestigtem Zustand in zumindest einer Richtung, insbesondere in einer ersten Richtung, radial bezüglich der Rotationsachse des Werkzeugschaftes und relativ zu dem Zapfen verschiebbar.
Das Werkzeug eignet sich insbesondere zur spanabhebenden Bearbeitung und dient bevorzugt als Reibahle. Dabei ist es zweckmäßig, wenn der Werkzeugschaft und der Zapfen einstückig, beispielsweise als Drehteil aus Metall gebildet sind. Allerdings können der Zapfen und der Werkzeugschaft auch aus zwei Teilen beste- hen, insbesondere kann der Zapfen ganz oder teilweise von dem Schaft einer Schraube gebildet werden, welcher den Werkzeugkopf mit radialem Spiel aufnimmt. Die Bearbeitungsflächen des Werkzeugkopfes können beispielsweise Schneidkanten aufweisen, wobei die Bearbeitungsflächen fester Bestandteil des Werkzeugkopfes sind. Zusätzliche Schneidelemente wie etwa (Wende- )Schneidplatten oder -messer und deren Befestigungszubehör sind möglich aber nicht erforderlich. Dadurch ist das Risiko, dass der Werkzeugkopf eine Unwucht verursacht, deutlich reduziert. Darüber hinaus werden durch diese erfindungsgemäßen Vereinfachungen Herstellungs- und Betriebskosten reduziert. Der Werkzeugkopf bildet somit eine kostengünstig herzustellende, einteilige Verschleiß- und Austauschkomponente, insbesondere aus Hartmetall, mit einem ringförmigen Bereich vorgebbarer axialer Länge, die eine vergleichsweise geringe Größe und ein vergleichsweise geringes Volumen aufweist, wodurch erhebliche Materialkosten eingespart werden können. Insofern eignet sich die Erfindung auch für Bearbeitungsmaschinen, bei denen zur Steigerung der Produktionssicherheit Einweg-Pendelreibköpfe eingesetzt werden sollen. Das erfindungsgemäße Werkzeug zeichnet sich durch höchste Einfachheit aus. Der Werkzeugschaft, der aus einem kostengünstigeren Material gebildet sein kann als der Werkzeugkopf, kann während einer deutlich längeren Standzeit benutzt werden. Ein Austausch des Werkzeugkopfes nach Abnutzung kann durch Lösen eines (einzigen !) Befestigungsmit- tels erfolgen. Der Austausch kann auf der Maschine stattfinden, was unter anderem in Transferstraßen ein entscheidender Vorteil ist, da ein maschinenbedingter Stillstand vollständig vermieden werden kann. Dadurch wird der Aufwand beim Werkzeugwechsel ebenfalls erheblich reduziert, was sich bei den Bearbeitungskosten günstig bemerkbar macht. Hinzu kommt der Vorteil, dass das Werkzeug aufgrund der geringen Anzahl von Komponenten mit geringem Aufwand gefertigt werden kann.
Die seitliche Verschiebbarkeit des Werkzeugkopfes gegenüber dem Zapfen und somit gegenüber dem mit dem Zapfen fest und gegebenenfalls lösbar verbundenen Werkzeugschaft gestattet eine pendelartige Bewegung des Werkzeugkopfes radial zur Bohrung. Dadurch wird eine Verbesserung der Anpassung der Werkzeugposition an die Position der Bohrung erreicht, sowie eine Verbesserung der Rundheit und der Zylindrizität der durch das Reibwerkzeug nachbearbeiteten Bohrung. Eine solche Verbesserung wird auch bei einer horizontalen Werkzeugführung erreicht, da das Werkzeug aufgrund des einfachen Aufbaus mit wenigen Komponenten ein vergleichsweise geringes Eigengewicht aufweist. Bei einem maschinellen Horizontalvorschub erfährt der am Werkzeugschaft befestigte Werkzeugkopf eine im Vergleich zum Stand der Technik deutlich geringere Vertikalabweichung, wodurch Achsfluchtfehler bei der Reibbearbeitung von Werkstücken vermieden werden kön- nen.
Zweckmäßigerweise kann der Werkzeugkopf eine mit der Rotationsachse fluchtend angeordnete Zentralbohrung zur Aufnahme des Zapfens aufweisen, wobei im Hinblick auf die lösbare Befestigung eine vollständige Durchbohrung respektive Öff- nung vorteilhaft ist. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Werkzeugs kann vorgesehen sein, dass im Übergangsbereich zwischen Werkzeugschaft und Zapfen eine zur Rotationsachse senkrecht angeordnete Anlagefläche des Werkzeugschaftes gebildet ist. Zwischen dem Werkzeugkopf und der Anlagefläche kann ein Mit- nehmerring mit radialem Spiel auf dem Zapfen angeordnet sein. Der Werkzeugkopf kann zumindest in der ersten Richtung relativ zu dem Mitnehmerring radial bezüglich der Rotationsachse verschoben werden. Der Mitnehmerring kann in zumindest einer Richtung, insbesondere in einer zweiten Richtung, radial bezüglich der Rotationsachse verschoben werden. Vorzugsweise verlaufen die erste Richtung und die zweite Richtung senkrecht oder annähernd senkrecht zueinander, wobei durch die erste Richtung und die zweite Richtung eine Ebene aufgespannt wird, die zu der Rotationsachse des Werkzeugschaftes quer, insbesondere senkrecht oder annähernd senkrecht, und zu dessen Anlagefläche parallel oder annähernd parallel verläuft.
Der Mitnehmerring kann - ebenso wie der Werkzeugkopf - eine zentrale Öffnung oder Durchbrechung, insbesondere in Gestalt einer Bohrung aufweisen, wodurch der Mitnehmerring auf den Zapfen aufsteckbar ist. Sowohl die zentrale Öffnung des Mitnehmerringes als auch die des Werkzeugkopfes haben dabei einen geringfügig größeren Durchmesser als der Zapfen. Somit haben Mitnehmerring und Werkzeugkopf gegenüber dem Zapfen ein vorgebbares radiales Spiel. Durch die Zerlegung der gemeinsamen Radialbewegung der Teile-Kombination aus Mitnehmerring und Werkzeugkopf in zwei Bewegungskomponenten, nämlich die des Mitnehmerringes und die des Werkzeugkopfes, hat der an dem Mitnehmerring drehfest angeordnete Werkzeugkopf die Möglichkeit, in jeder beliebigen radialen Richtung gegenüber dem Werkzeugschaft zu„pendeln", wobei mit„pendeln" hier eine, vorzugsweise rein lineare, Hin- und Herbewegung in derjenigen Ebene gemeint ist, die zur Rotationsachse bevorzugt senkrecht verläuft. Bei dieser Bewegung des Werkzeugkopfes wird die Neigung des Kopfes gegenüber dem Werkzeugschaft und somit auch ge- genüber dem zu bearbeitenden Werkstück nicht verändert. Dies ist für eine präzise und reproduzierbare Werkstückbearbeitung ein entscheidender Vorteil. Darüber hinaus führt eine Vermeidung einer Verkippung des Werkzeugkopfes zu einer Verlängerung der Standzeit des Werkzeugschaftes, da dieser geringeren Belastungen ausgesetzt ist. Auch dies reduziert die Werkzeugkosten bei der Werkstückbearbeitung.
Es kann zweckmäßig sein, wenn in der Anlagefläche zumindest eine zur Rotationsachse senkrecht oder annähernd senkrecht verlaufende Ausnehmung angeordnet ist, durch die zumindest eine Werkzeug-Mitnehmerfläche gebildet wird, an die ein am Mitnehmerring angeordneter Werkzeug-Mitnehmer, insbesondere in Gestalt mindestens eines Steges, angreift. Dadurch sind Werkzeugschaft und Mitnehmerring drehfest durch Mitnahme zueinander angeordnet. Der Mitnehmerring ist dadurch entlang der Ausnehmung radial bezüglich der Rotationsachse verschiebbar. Somit kann die drehfeste Anordnung des Werkzeugkopfes an dem Mitnehmerring auf einfach herstellbare und somit kostengünstige Weise realisiert werden. Es kann dabei zweckmäßig sein, wenn zwei einander gegenüberliegende Werkzeug- Mitnehmerflächen der Ausnehmung relativ zur Anlagefläche, insbesondere relativ zueinander, schräg verlaufen. Die Ausnehmung ist dabei vorzugsweise an ihrem der Befestigungsseite zugewandten Ende schmaler als an ihrem der Bearbeitungsseite zugewandten Ende. Die Kontur der Ausnehmung entspricht im Wesentlichen der Kontur des Werkzeug-Mitnehmers. Diese Ausgestaltung bietet insbesondere den Vorteil, dass bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Werkzeugs durch die Nachbearbeitung der Schrägen der Werkzeug-Mitnehmerflächen bzw. des Werkzeug-Mitnehmers die Passung zwischen Steg und Ausnehmung genau justiert werden kann. Diese Passung darf einerseits nicht zu eng sein, da Mitnehmerring und Werkzeugschaft sonst nicht zueinander verschiebbar sind. Ebenso wenig darf die Passung zu viel Spiel aufweisen, da der Mitnehmerring sonst unkontrolliert auf dem Schaft verrutschen kann. Die schräge Anordnung der Flächen bietet hier die Möglichkeit, den Anforderungen an die Passung mit möglichst hoher Genauigkeit bei gleichzeitig geringer Größe der aneinander reibend anliegenden Flächen sowie möglichst geringem Aufwand zu genügen. In Analogie dazu kann es im Hinblick auf den Fertigungsaufwand auch zweckmäßig sein, wenn in dem Werkzeugkopf eine zur Rotationsachse im Wesentlichen senkrecht verlaufende Nut als Aussparung angeordnet ist, durch die zumindest eine Werkzeugkopf-Mitnehmerfläche gebildet wird, an die ein am Werkzeugschaft oder an einem Mitnehmerring angeordneter Werkzeug-Mitnehmer angreift. Dadurch sind Werkzeugkopf und Mitnehmerring drehfest zueinander angeordnet. Der Werkzeugkopf ist somit entlang seiner Nut radial bezüglich der Rotationsachse verschiebbar.
Ein zusätzlicher Vorteil im Hinblick auf die Anpassung des Werkzeug-Mitnehmers an die Nut des Werkzeugkopfes ergibt sich, wenn zwei einander gegenüberliegende Werkzeug-Mitnehmerflächen der Nut relativ zur Anlagefläche, insbesondere relativ zueinander, schräg verlaufen, und wenn die Nut vorzugsweise an ihrem der Bearbeitungsseite zugewandten Ende schmaler ist als an ihrem der Befestigungsseite zugewandten Ende. Die Kontur der Nut sollte dabei im Wesentlichen der Kon- tur des Werkzeugkopf-Mitnehmerstegs entsprechen.
Bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Werkzeugs weist der Mitnehmerring zumindest eine Freimachung auf, welche vorzugsweise im Bereich der Werkzeug-Mitnehmer angeordnet ist. Die Freimachung wird zur Kosteneinspa- rung bei der Fertigung des Werkzeugs mechanisch nicht weiter bearbeitet.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Werkzeugs ist ein eine radiale Beweglichkeit sicherstellender Axial-Spalt vorgesehen, der im Bereich des Zapfens am Werkzeugkopf wirksam ist. Der Axial-Spalt kann - je nach Ausgestaltung des Werk- zeugs - zwischen dem Werkzeugkopf und dem Befestigungsmittel angeordnet sein, und/oder zwischen dem Werkzeugkopf und dem Werkzeugschaft. Eine Anordnung des Spaltes zwischen dem Werkzeugkopf und dem Mitnehmerring und/oder zwischen dem Mitnehmerring und dem Werkzeugschaft kann ebenfalls zweckmäßig sein. Das gewünschte radiale Spiel im Bereich zwischen dem Zapfen und dem Werkzeugkopf und/oder dem Mitnehmerring wird durch einen Radial-Spalt sicher gestellt. Dieser radiale Spalt ist zweckmäßiger Weise zwischen dem Zapfen und der zentralen Öffnung des Werkzeugkopfes angeordnet. Ein Spalt mit einem vorzugs- weise identischen Spaltmaß kann auch zwischen dem Mitnehmerring und dem Zapfen vorgesehen sein. Hinsichtlich der Fertigung kann der Radial-Spalt dadurch gebildet, dass die zentrale Öffnung im Werkzeugkopf bzw. im Mitnehmerring einen geeignet größeren Durchmesser aufweist bzw. aufweisen als der Zapfen. Die Durchmesserdifferenz entspricht in dieser Ausführung dem doppelten Spaltmaß.
Es kann zweckmäßig sein, wenn das Befestigungsmittel zur Befestigung des Werkzeugkopfes auf dem Werkzeugschaft respektive auf dem Zapfen als Schraubenkopf gebildet ist, wobei der zugehörende Schraubenschaft in eine in dem Zapfen angeordnete, zur Rotationsachse fluchtende Gewindebohrung in dem Zapfen greift. Wahlweise kann auch eine beliebige andere Befestigung vorgesehen sein, etwa eine Mutter, die in ein Außengewinde des Zapfens greift, oder ein Sprengring, der in eine im Zapfen umfangsseitig angeordnete Befestigungsnut greift. Für den Fall, dass das Befestigungsmittel als Mutter oder als Sprengring gebildet ist, sollte der Zapfen eine Verlängerung aufweisen, die größer ist als die Tiefe der zentralen Öff- nung des Werkzeugkopfes bzw. größer als die Summe der Öffnungen von Werkzeugkopf und Mitnehmerring. Die Befestigungsnut für den Sprengring oder das Gewinde zur Aufnahme der Mutter ist dann in der Verlängerung des Zapfens angeordnet. An Stelle des Zapfens kann der Schaft einer Schraube dienen, die in den Werkzeugschaft oder einen vergleichsweise kurzen Zapfenstumpf einschraubbar ist.
Bei einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Werkzeugs kann zum Zeck einer Kühlung, einer Spülung und/oder einer Schmierung vorgesehen sein, dass in dem Werkzeugschaft zumindest ein Flüssigkeitskanal zum Transport von Flüssigkeit angeordnet ist. Der Flüssigkeitskanal erstreckt sich im Wesentlichen von der Befestigungsseite bis zur Bearbeitungsseite. Im Bereich der Bearbeitungsseite mündet der Flüssigkeitskanal in zumindest einen Flüssigkeitsaustritt, der vorzugsweise im Bereich des Zapfens angeordnet ist. Wahlweise kann der Flüssigkeitskanal durch den Zapfen verlaufen. Insbesondere bei Verwendung einer Mutter oder eines Sprengringes kann es zweckmäßig sein, wenn zumindest ein Flüssigkeitsaustritt in der Stirnseite des Zapfens angeordnet ist. In diesem Fall kann die austretende Flüssigkeit die in der Bohrung durch das Werkzeug gebildeten Späne besonders effektiv herausspülen. Bedarfsweise kann der stirnseitig angeordnete Flüssigkeitsaustritt durch eine in dem Flüssigkeitsaustritt lösbar anordbare Dichtschraube verschlossen werden. Durch die Anordnung der des Flüssigkeitskanals in dem Werk- zeugschaft können Flüssigkeitskanäle in dem Werkzeugkopf zumindest weitgehend entfallen, wodurch die Herstellungskosten des Werkzeugkopfes noch weiter reduzierbar sind.
Bei der Flüssigkeit kann es sich auch um eine Kühlflüssigkeit handeln, auf die die bei der Werkstückbearbeitung entstehende Wärme übertragbar und dadurch abtransportierbar ist. Alternativ kann der Flüssigkeitskanal auch zur Beförderung eines flüssigen oder niederviskosen Schmiermittels geeignet sein, mit dem das Werkzeug während der Bearbeitung geschmiert wird. Der Flüssigkeitskanal kann innerhalb des Werkeugschaftes wahlweise zumindest eine Verzweigung und/oder Ab- winklung aufweisen, wodurch die Flüssigkeit auf einen größeren Bereich innerhalb des Werzeugschaftes verteilbar ist. Der Flüssigkeitsaustritt oder die Flüssigkeitsaustritte können bevorzugt an den ersten, den zweiten Spalt oder an eine Freimachung münden. Somit wird die Flüssigkeit optimal zwischen den Werkzeugkomponenten und zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück verteilt.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Werkzeugkopf zur Bearbeitung von Bohrungen oder ähnlichen Materialausnehmungen gemäß Anspruch 12. Erfindungsgemäß weist der Werkzeugkopf eine in axialer Richtung verlaufende zentrale Öffnung auf, wodurch er auf einen Zapfen, insbesondere auf einen Zapfen einer oder mehrerer Ausführungsformen des vorbeschriebenen Werkzeugs aufsteckbar ist. Bei dem Werkzeugkopf handelt es sich um ein Verschleißteil, wobei insbesondere die Bearbeitungsflächen des Werkzeugkopfes verschlissen werden. Je nach Form, Beschaffenheit, Material und Anzahl kann es vorgesehen sein, dass die Bearbeitungsflächen nachschleifbar sind. Dadurch, dass der Werkzeugkopf vergleichswei- se einfach konstruiert ist und keine aufwendigen Befestigungsvorrichtungen für zusätzliche Schneidelemente aufweist, kann er als kostengünstiges Massenteil gefertigt werden. Die Bearbeitungsflächen können gehärtet sein, insbesondere können sie aus einem härteren Material gebildet sein, als der übrige Werkzeugkopf und/oder der Werkzeugschaft. Alternativ kann auch der ganze Werkzeugkopf aus einem Hartmetall gebildet sein. Die Bearbeitungsflächen sind Bestandteil des Werkzeugkopfes, d. h. Werkzeugkopf und Bearbeitungsflächen sind vorzugsweise einstückig miteinander verbunden. Die Bearbeitungsflächen können Schneidflächen oder -kanten aufweisen, mit denen ein Werkstück spanabhebend bearbeitbar ist. Vorteilhafterweise ist der Werkzeugkopf zumindest in seinen Umrisslinien rotations- symmetrisch gebildet. Insbesondere erzeugt er bei Rotation keine Unwucht.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Werkzeugkopfes kann vorgesehen sein, dass die Öffnung zumindest einen Konus umfasst. Der Konus kann durchgängig sein oder als bezogen auf die Tiefe der Öffnung in einem mittleren Bereich zusammenlaufender Doppelkonus gebildet sein. Mit einer konischen Öffnung wird die Fertigung des Werkzeugkopfes vereinfacht, wodurch die Fertigungskosten reduziert werden. Eine Schleifbearbeitung bei der Fertigung oder Fertigstellung des Konus bzw. des Doppelkonus der Öffnung des Werkzeugkopfes kann insofern notwendig sein, als die Öffnung respektive die zentrale Bohrung des Werkzeugkopfes bevorzugt ein Nennmaß haben soll, das entsprechend dem gewünschten radialen Spiel größer ist als der dem engsten Querschnitt der Öffnung zugeordnete äußere Durchmesser des Zapfens, auf den der Werkzeugkopf aufsteckbar ist. Durch die Schleifbearbeitung das genaue Nennmaß eingestellt. Es kann zweckmäßig sein, wenn an dem Werkzeugkopf umfangsseitig Zähne angeordnet sind, welche die Bearbeitungsflächen umfassen. Durch die Zähne wird der Werkzeugkopf insgesamt leichter, da er aus weniger Material zu fertigen ist. Dies wirkt sich ebenfalls günstig auf die (Fertigungs-)Kosten aus, insbesondere da der Werkzeugkopf aus hochpreisigen Materialien wie etwa Hartmetalllegierungen, einem Schnellstahl und der gleichen gebildet sein kann. Gleichzeitig wird durch die Zähne die Oberfläche des Werkzeugkopfes vergrößert, wodurch ein besserer Wärmeabtransport möglich wird. Der Werkzeugkopf wird dadurch besser kühlbar, wodurch die Standzeit des Werkzeugkopfes verlängert wird. Die Zähne können wahlweise schräg angeordnet sein oder eine Schräge umfassen, an der Bearbeitungsflächen angeordnet sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Werkzeugkopfes kann vorgesehen sein, dass die zentrale zylindrische oder konische bzw. doppelkonische Öffnung im Werkzeugkopf eine Kröpfung umfasst. Die Kröpfung eignet sich beispielsweise zu Aufnahme eines Befestigungsmittels wie etwa eines Schrau- benkopfes. Dadurch wird das Befestigungsmittel auch während der Bearbeitung des Werkstückes mit dem Werkzeugkopf besser geschützt, wodurch das Befestigungsmittel weniger stört und ein Werkzeugkopf-Austausch ggf. erleichtert wird. Ein ungeschütztes Befestigungsmittel kann beispielsweise durch Kühl- oder Schmierflüssigkeit verschmutzen oder verkleben, wodurch beim Werkzeugwechsel ein grö- ßerer Aufwand beim Lösen des Befestigungsmittels erforderlich werden kann.
Insbesondere bei Verwendung des Werkzeugkopfes für ein Werkzeug mit einem oder mehreren Flüssigkeitskanälen, kann bei besonders hochwertigen Werkzeugköpfen vorgesehen sein, dass zumindest ein Flüssigkeitskanal zum Transport von Flüssigkeit durch den oder entlang des Werkzeugkopfes vorgesehen ist, wobei der Flüssigkeitskanal insbesondere an einen Flüssigkeitsaustritt des Werkzeugs angekoppelt oder ankoppelbar ist. Somit ist ein Kühl-, Schmier- oder Spüleffekt einer durch das Werkzeug geführten Flüssigkeit auf den Werkzeugkopf ausdehnbar. Insbesondere kann sich der Flüssigkeitskanal in einen oder mehrere der Zähne des Werkzeugkopfes erstrecken. Die vorgenannten sowie die beanspruchten und in den Ausführungsbeispielen beschriebenen erfindungsgemäß zu verwendenden Bauteile unterliegen in ihrer Größe, Formgestaltung, Materialauswahl und technischen Konzeption keinen besonderen Ausnahmebedingungen, so dass die in dem Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneingeschränkt Anwendung finden können
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung und der zugehörigen Zeichnung, in der - beispielhaft - ein Ausführungsbeispiel ei- nes Werkzeuges und eines Werkzeugkopfes dargestellt sind. Auch einzelne Merkmale der Ansprüche oder der Ausführungsformen können mit anderen Merkmalen anderer Ansprüche und Ausführungsformen kombiniert werden.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 bis Fig. 3 erste bis dritte Ausführungsformen eines Werkzeugs zur Bear- beitung von Bohrungen und ähnlichen Materialausnehmungen im Axialschnitt dargestellt;
Fig. 4 von dem Werkzeug nach Figur 1 eine perspektivische Darstellung; Fig. 5 von demselben Werkzeug eine Seitenansicht;
Fig. 6 von demselben Werkzeug eine Stirnseitenansicht;
Fig. 7 von demselben Werkzeug eine Seitenansicht eines Werkzeugkopfes; sowie Fig. 8 eine alternative Ausführungsform des Werkzeugkopfes in Axialschnitt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
Der Fig. 1 kann ein Werkzeug zur Bearbeitung von Bohrungen und ähnlichen Mate- rialausnehmungen entnommen werden. Es ist insbesondere als Reibahle verwendbar. Das Werkzeug umfasst einen im Wesentlichen zylindersymmetrischen Werkzeugschaft 1 , der an seinem einen, beispielsweise oberen, Ende eine Bearbei- tungsseite 2 aufweist und seinem anderen, beispielsweise unteren, Ende eine Befestigungsseite 3. Mit der Bearbeitungsseite 2 wird ein Werkstück bearbeitet, wobei es sich beispielsweise um eine Reibbearbeitung einer Bohrung in dem Werkstück handeln kann. An der Befestigungsseite 3 wird das Werkzeug in einer Halterung einer Maschine mit Drehantrieb eingespannt. Relativ zu dem Werkstück dreht sich das Werkzeug um seine Rotationsachse z und/oder erfährt einen linearen Vorschub in z-Richtung.
Im Bereich der Bearbeitungsseite 2 ist an dem Werkzeug ein ringförmiger Werkzeugkopf 4 angeordnet. Umfangsseitig befinden sich an dem Werkzeugkopf 4 meh- rere Bearbeitungsflächen 5 zur spanabhebenden oder reibenden Bearbeitung des vorzugsweise metallischen Werkstücks. Insbesondere am bearbeitungsseitigen Ende (2) des Werkzeug kopfes 4 respektive der Bearbeitungsflächen 5 kann jeweils ein Anschnitt 36 vorgesehen sein. Der Anschnitt 36 kann unter einem Winkel zur Rotationsachse z angeordnet sein, der in einem Bereich von 0,1° bis 85° liegt, vor- zugsweise von 0,3° bis 15°. Der Anschnitt 36 kann einen oder mehrere Abschnitte aufweisen, wobei der Winkel der Abschnitte zur Rotationsachse z unterschiedlich sein kann. Wahlweise kann jede Bearbeitungsfläche 5 im Bereich des Anschnitts 36 spanabhebende oder schneidende Eigenschaften aufweisen. Die Bearbeitungsflächen 5 des Werkzeugkopfes 4 werden bei der Reibbearbeitung des Werkstückes beansprucht und mit der Zeit verschlissen. Der Werkzeugkopf 4, der in den Figuren 4, 7 und 8 detailliert dargestellt und weiter unten beschrieben wird, ist mit einem Befestigungsmittel 6 an dem Werkzeug befestigt. Das Befestigungsmittel kann insbesondere ein Schraubenkopf 8A (Fig. 1 , 4 bis 6 und 8), eine Schraubenmutter 10 (Fig. 2) oder ein Spann- oder Sprengring 15 (Fig. 3) sein. Bei der Befestigung handelt es sich um eine lösbare Befestigung, damit der Werkzeugkopf 4 des Werkzeuges austauschbar ist. Auf diese Weise wird die Standzeit des Werkzeugschaftes 1 erhöht, wodurch der Gesamtkostenaufwand für die Reibbearbeitung erheblich reduziert wird. Lediglich der Werkzeugkopf 4 bildet ein regelmäßig auszutauschendes Verschleißteil, die anderen Werkzeugkomponenten können über einen beträchtlich längeren Zeitraum zur Reibbearbeitung verwendet werden.
Zur lösbaren Anordnung des Werkzeugkopfes 4 auf dem Werkzeugschaft 1 weist der Werkzeugschaft 1 im Bereich der Bearbeitungsseite 2 einen zylindrischen, zur Rotationsachse z des Werkzeugschaftes 1 fluchtend angeordneten Zapfen 7 auf. An dem Zapfen 7 ist das Befestigungsmittel 6 befestigbar (Fig. 1 bis 6) oder der Zapfen wird von einem Schraubenschaft 8B gebildet, der einen als Befestigungsmittel dienenden Schraubenkopf 8A trägt. Der Werkzeugkopf 4 ist durch Mitnahmeelemente bezüglich des Zapfens 7 drehfest anordbar. Ein hierzu verwendbarer Mitnehmerring 20, der im Zusammenhang mit Fig. 4 näher erläutert wird, sitzt zu die- sem Zweck vorzugsweise ebenfalls auf dem Zapfen 7 oder auf einer werkzeug- schaftseitigen Verlängerung desselben.
Der Fig. 1 kann entnommen werden, dass das Befestigungsmittel 6 als Schraubenkopf 8A, vorzugsweise mit Innensechskant, gebildet sein kann, dessen zugehöriger Schraubenschaft 8B in eine in dem Zapfen 7 angeordnete Gewindebohrung 9 greift. Die Gewindebohrung 9 und die Rotationsachse z liegen dabei in einer Flucht. Zur vereinfachten Festlegung der axialen Wirklänge des Zapfens 7 kann der Schraubenkopf 8A in seiner Endposition auf seiner Werkzeugkopfseite an einem Anschlagmittel des Zapfens 7, wie einer Stirnfläche, zur Anlage kommen. Durch Lösen und Entfernen der Schraube 8 kann der Werkzeugkopf 4 von dem Zapfen 7 entfernt und gegen einen neuen Kopf ausgetauscht werden. Somit müssen zum Werkzeugwechsel keine weiteren Befestigungsmittel betätigt werden, wodurch der Werkzeugwechsel schnell und einfach durchgeführt werden kann. Die werkzeugwechselbedingte Standzeitunterbrechung wird dadurch auf ein Minimum reduziert. Angezogen wird der Schraubenkopf 8A gegen die Stirnseite des Zapfens 7.
Eine Alternative Befestigung des Werkzeugkopfes 4 auf dem Zapfen 7 kann der Fig. 2 entnommen werden. Dort ist eine Schraubenmutter 10, insbesondere eine Sechskantmutter als Befestigungsmittel 6 vorgesehen. Die Mutter 10 greift über ein Außengewinde 1 1 , welches auf einer im Bereich der Bearbeitungsseite 2 des Werk- zeugs angeordneten Verlängerung 12 des Zapfens 7 angeordnet ist, die über die der Bearbeitungsseite 2 zugewandten Stirnseite des Werkzeugkopfes 4 hinausragt und ein Außengewinde trägt.
Der Fig. 2 ist auch zu entnehmen, dass zwischen dem Werkzeugkopf 4 und dem Befestigungsmittel 6 ein Axialspalt 13 angeordnet sein kann, der ein minimales axiales Spiel des Werkzeugkopfes 4 zulässt. Das axiale Spiel bewirkt, dass der Werkzeugkopf 4 sich relativ zu dem Werkzeugschaft 1 radial hinreichend leicht bewegen kann. Wahlweise kann der Axialspalt 13 auch in einem Bereich zwischen dem Werkzeug köpf 4 und dem Werkzeugschaft 1 angeordnet sein. Das Maß des axialen Spalts 13 und somit des axialen Spiels beträgt bevorzugt 0,001 bis 1 ,0 mm und besonders bevorzugt 0,01 bis 0,03 mm. Zur Erzeugung eines allseitig ausreichenden radialen Spiels und Beweglichkeit des Werkzeugkopfes 4 gegenüber dem Werkzeugschaft 1 respektive dem Zapfen 7 ist im Bereich des Zapfens 7 ein Radialspalt 14 vorgesehen. Der Radialspalt 14, der sich auch auf den Mitnehmerring 20 ausdehnen kann wird dadurch gebildet, dass der Innendurchmesser des Werkzeugkopfes 4 bzw. des Mitnehmerrings 20 größer ist als der Außendurchmesser des Zapfens 7. Die Durchmesserdifferenz entspricht dem Zweifachen Maß des zweiten Spaltes 14, welches bevorzugt 0,001 bis 1 ,0 mm und besonders bevorzugt 0, 1 bis 0,2 mm betragen kann. Durch das radiale Spiel kann der Werkzeugkopf 4 radial relativ zum Werkzeugschaft 1 verschoben werden. Diese Verschiebung findet im Wesentlichen in der x-y-Ebene statt und gestattet beispielsweise eine Kompen- sation von Achsfluchtfehlern bei der Reibbearbeitung von Bohrungen in einem Werkstück.
In Fig. 3 ist ein lösbarer Sprengring 15 dargestellt, der in eine im Zapfen 7 um- fangsseitig angeordneten Befestigungsnut 16 greift. Der Einstich der Befestigungsnut 16 erfolgt so, dass zwischen Werkzeugkopf 4 und Werkzeugschaft 1 das erforderliche axiale Gesamtspiel einstellen kann. Der Sprengring bildet ein alternatives Befestigungsmittel 6 zu der Schraube 8 gemäß Fig. 1 oder der Mutter 10 gemäß Fig. 2. Auch die Befestigungsnut 16 ist auf einer Verlängerung 11 des Zapfens 7 angeordnet. Die Verwendung eines Sprengrings 15 führt gegenüber den vorbeschriebenen Befestigungsvarianten zu einer Weiteren Kosten- und Gewichtsreduzierung des erfindungsgemäßen Werkzeugs. Gleichzeitig hat der Sprengring 15 den Vorteil, dass er sich im Gegensatz zu der Schraube 8 oder der Mutter 10 nicht durch die Bewegungen des Werkzeugs von selbst lockern oder lösen kann.
Der Fig. 3 kann auch ein Beispiel für die Führung eines Flüssigkeitskanals 17 zum Transport einer Kühl-, Spül- oder Schmierflüssigkeit entnommen werden. Die Befestigung des Werkzeugkopfes 4 mittels eines Sprengringes 15 gestattet eine variantenreichere Führung des Flüssigkeitskanals 17 als bei einer Befestigung mittels einer Schraube 8 gemäß Fig. 5. Gemäß Fig. 3 kann sich der Flüssigkeitskanal 17 im Wesentlichen von der Befestigungsseite 3 erstrecken, wo er an einer Flüssigkeitszufuhr anschließbar ist, bis zur Bearbeitungsseite 2, wo die Flüssigkeit an einem oder mehreren Flüssigkeitsaustritt/en 18 den Flüssigkeitskanal 17 verlässt. Die Flüssigkeitsaustritte 18 sind im Bereich des Zapfens 7 so angeordnet, dass die Flüssigkeit den Mitnehmerring 20 und/oder den Werkzeugkopf 4 beispielsweise um- oder hinterspült, wobei, vorzugsweise, der oder die Radialspalte als Verteiler dienen kann. Somit wird einerseits eine optimale Kühlung des Werkzeugkopfes 4 bewirkt, und andererseits werden die von dem Werkzeugkopf 4 produzierten Späne von den Bearbeitungsflächen 5 entfernt. Beide Effekte führen zu einer Verbesse- rung der Qualität der Werkstückbearbeitung und zu einer Verlängerung der Lebensdauer des Werkzeugs, insbesondere des Werkzeugkopfes 4. Außerdem ist es von Vorteil, die Flüssigkeitskanäle im Bereich der Bearbeitungsseite 2 ausschließlich oder überwiegend durch den Zapfen 7 zu führen und nicht oder nur zu einem geringen Teil durch den Werkzeugkopf 4. In der Stirnseite der Verlängerung 12 des Zapfens 7 kann eine Dichtschraube 27 zum Verschluss des axial mündenden Flüssigkeitskanals 17 vorgesehen sein. Soll beispielsweise mit dem Werkzeug gemäß Fig. 3 eine Durchbohrung eine Werkstücks nachbearbeitet werden, so kann ein Öffnen des stirnseitig endenden Flüssigkeitskanals 17 insofern zweckmäßig sein, als dadurch Späne zusammen mit der stirnseitig austretenden Flüssigkeit aus der Durchbohrung herausgespült werden. Soll alternativ mit dem Werkzeug gemäß Fig. 3 ein Sacklochbohrung nachbearbeitet werden, empfiehlt es sich, den stirnseitigen Flüssigkeitsaustritt mit der Dichtschraube 27 zu verschließen, da sich sonst in dem Sacklochbohrung ein Flüssigkeitsstau bilden würde, der für eine qualitativ hochwertige Nachbearbeitung des Sackloches hinderlich sein könnte.
Eine perspektivische Ansicht eines Werkzeugs nach Fig. 1 kann der Fig. 4 entnommen werden. Dort ist zu erkennen, dass im Übergangsbereich zwischen Werkzeugschaft 1 und Zapfen 7 eine zur Rotationsachse z im Wesentlichen senkrecht angeordnete Anlagefläche 19 des Werkzeugschaftes 1 gebildet ist. Zwischen dem Werkzeugkopf 4 und der Anlagefläche 19 ist ein Mitnehmerring 20 auf dem Zapfen 7 angeordnet. Der Mitnehmerring 20 ist durch Mitnahmeelemente bezüglich des Zapfens 7 und vorzugsweise auch bezüglich des Werkzeugkopfes 4 drehfest anordbar Der Fig. 4 ist zu entnehmen, dass der Werkzeugkopf 4 in einer ersten Richtung x relativ zu dem Mitnehmerring 20 radial bezüglich der Rotationsachse z verschiebbar ist. Der Mitnehmerring 20 ist in einer zweiten Richtung y radial bezüglich der Rotationsachse z verschiebbar. Die erste Richtung x und die zweite Richtung y verlaufen zueinander senkrecht und spannen eine x-y-Ebene auf, die zur Rotationsachse z des Werkzeugschaftes 1 senkrecht und zu der Anlagefläche 19 parallel verläuft. ln der Anlagefläche 19 ist eine zur Rotationsachse z senkrecht verlaufende Ausnehmung 21 angeordnet, durch die Werkzeug-Mitnehmerflächen 22 gebildet werden. An die Werkzeug-Mitnehmerflächen 22 greift ein am Mitnehmerring 20 angeordneter erster Werkzeug-Mitnehmer 23 an. Dadurch sind der Werkzeugschaft 1 und der Mitnehmerring 20 drehfest durch Mitnahme zueinander angeordnet. Außerdem ist dadurch der Mitnehmerring 20 entlang der Ausnehmung 21 radial bezüglich der Rotationsachse z verschiebbar.
Es kann vorgesehen sein, dass die beiden einander gegenüberliegende Werkzeug- Mitnehmerflächen 22 der Ausnehmung 21 relativ zur Anlagefläche 19, insbesondere relativ zueinander, schräg verlaufen. Die Neigung der Werkzeug- Mitnehmerflächen gegenüber der Vertikalen sollte kleiner als 15° sein. Bevorzugt beträgt sie zwischen 0° und 1 °, beispielsweise 0,1 °. Zusätzlich kann die Ausnehmung 21 an ihrem der Befestigungsseite 3 zugewandten Ende schmaler sein als an ihrem der Bearbeitungsseite 2 zugewandten Ende. Zweckmäßigerweise sollte die Kontur der Ausnehmung 21 im Wesentlichen der Kontur des Werkzeug-Mitnehmers 23 entsprechen.
Gemäß Fig. 4 ist in dem Werkzeugkopf 4 eine zur Rotationsachse z senkrecht ver- laufende Ausnehmung 24 in Gestalt einer Nut angeordnet. Durch die Nut werden Werkzeugkopf-Mitnehmerflächen 25 gebildet, an die ein am Mitnehmerring 20 angeordneter als Steg ausgebildeter Werkzeug-Mitnehmer 26 angreift. Dadurch sind Werkzeugkopf 4 und Mitnehmerring 20 drehfest zueinander angeordnet. Der Werkzeugkopf 4 ist entlang der Nut radial bezüglich der Rotationsachse z verschiebbar.
Insbesondere am bearbeitungsseitigen Ende (2) des Werkzeugkopfes 4 kann zumindest eine Zentrierhilfe 37 vorgesehen sein, mit der die Zentrierung des Werkzeugkopfes 4 in der zu bearbeitenden Bohrung oder der zu bearbeitenden Materi- alausnehmung erleichtert und verbessert wird. Die Zentrierhilfe 37 kann eine Zent- er-Fase 37A umfassen, welche außenseitig an einem Ende, insbesondere am bearbeitungsseitigen Ende (2) des Werkzeugkopfes 4 angeordnet ist. Die Zentrier- Fase 37A kann durch eine abgeschrägte Fläche gebildet werden, welche in dem Bereich angeordnet ist, wo die Bearbeitungsflächen 5 in die bearbeitungsseitige Stirnfläche des Werkzeugkopfes 4 übergehen. Die Neigung der angeschrägten Fläche der Zentrier-Fase 37A gegenüber der Rotationsachse z kann zwischen 5° und 85° betragen, vorzugsweise zwischen 40° und 50°. Alternativ kann die Zentrierhilfe 37 eine abgerundete Werkzeugkante umfassen, also eine (nicht dargestellte) Zent- rier-Abrundung. Wahlweise können die Bearbeitungsflächen im Bereich der Zentrierhilfe 37 so beschaffen sein, dass sie weder spanabhebende noch schneidende Eigenschaften aufweisen, sondern vielmehr stumpf sind, wodurch die Zentrierung weiter erleichtert wird.
Vorteilhafter Weise verlaufen die beiden einander gegenüberliegenden Werkzeugkopf-Mitnehmerflächen 25 der Nut relativ zur Anlagefläche 19, insbesondere relativ zueinander, schräg. Die Nut ist dabei insbesondere an ihrem der Bearbeitungsseite 2 zugewandten Ende schmaler sein als an ihrem der Befestigungsseite 3 zugewandten Ende. Die Kontur der Nut sollte im Wesentlichen der Kontur des Werkzeug-Mitnehmers 26 entsprechen.
Durch die Ausführung der Werkzeuges gemäß Fig. 4 ergibt sich eine allseitig radia- le Verschiebbarkeit des Werkzeugkopfes 4 relativ zum Werkzeugschaft 1 respektive zum Zapfen 7. Jede beliebige Verschiebung setzt sich zusammen aus einer Verschiebung des Werkzeugkopfes 4 in der ersten Richtung x und einer Verschiebung des Werkzeugkopfes 4 in Kombination mit dem drehfest daran angeordneten Mitnehmerring 20 in der zweiten Richtung y. Durch Kombination beider Verschie- bungen in x- und y-Richtung ist der Werkzeugkopf 4 beliebig radial relativ zum Zapfen 7 verschiebbar.
Der Fig. 4 können ferner die Freimachungen 30 entnommen werden, welche am Mitnehmerring 20 angeordnet sind. Die Freimachungen 30 befinden sich am Werk- zeug-Mitnehmer 26 und am Werkzeug-Mitnehmer 23. Eine Seitenansicht eines Werkzeugs kann der Fig. 5 entnommen werden. Die Befestigung des Werkzeugkopfes 4 entspricht der in Fig. 1 beschriebenen Befestigung. Gestrichelt ist in der Fig. 5 der Flüssigkeitskanal 17 dargestellt. Der Kanal weist eine Verzweigung 28 auf. Dadurch ist die Flüssigkeit in einen größeren Be- reich des Werkzeugs transportierbar. Der Fig. 5 kann auch entnommen werden, dass in dem Werkzeugkopf 4 zumindest ein Flüssigkeitskanal 29 zum Transport der Flüssigkeit insbesondere längs durch den Werkzeugkopf 4 angeordnet ist. Der Flüssigkeitskanal 29 koppelt dabei an einem der mehreren Flüssigkeitsaustritte 18 des Werkzeugs im Bereich der Anlagefläche 19 des Werkzeugschaftes 1 an. Der Flüssigeitskanal 29 endet im Bereich des Befestigungsmittels 6, welches gemäß Fig. 5 als Schraube 8 gebildet ist. Dadurch wird der Axialspalt 13 zwischen dem Befestigungsmittel 6 und dem Werkzeugkopf 4 mit Flüssigkeit beaufschlagt, was zusätzlich die seitliche Bewegung des Werkzeugkopfes 4 relativ zum Zapfen 7 erleichtert. Außerdem werden die Bearbeitungsflächen 5 des Werkzeugkopfes 4 durch den Flüssigkeitskopfkanal 29 besser gekühlt, wodurch die Standzeit des Werkzeuges erhöht wird.
Fig. 6 zeigt eine Aufsicht auf ein Werkzeug gemäß Fig. 5. Der mit einer Innensechskantschraube 8 befestigte Werkzeugkopf 4 umfasst umfangsseitig angeord- nete Zähne 35, an denen die Bearbeitungsflächen 5 angeordnet sind. Der Fig. 8 ist auch zu entnehmen, dass die Flüssigkeitsaustritte 18 im Bereich der Zähne 35 angeordnet sind. Es kann insgesamt ein Flüssigkeitsaustritt 18 vorgesehen sein oder ein Flüssigkeitsaustritt 18 pro Zahn 35. Gemäß Fig. 6 ist ein Werkzeugkopf 4 mit 8 Zähnen 35 vorgesehen. Ebenfalls zu erkennen ist der Werkzeug-Mitnehmer 26, an dessen Seiten jeweils eine Freimachung 30 angeordnet ist.
Eine Seitenansicht eines Werkzeugkopfes 4 zur Bearbeitung von Bohrungen oder ähnlichen Materialausnehmungen für ein Werkzeug insbesondere gemäß der Figuren 1 und 5 ist in Fig. 7 dargestellt. Die Bearbeitungsflächen 5 sind umfangsseitig an dem Werkzeugkopf 4 angeordnet. Das Verhältnis Länge/Durchmesser des Werkzeugkopfes 4 sollte kleiner sein als 1 ,5. Vorzugsweise liegt das Verhältnis Länge/Durchmesser in einem Bereich zwischen 0,2 und 1 ,5.
Ein vertikaler Schnitt durch einen anderen erfindungsgemäßen Werkzeugkopf 4 kann der Fig. 8 entnommen werden. Auch dieser Werkzeugkopf verfügt über eine in axialer Richtung verlaufende Öffnung 31 , wodurch der Wergzeugkopf 4 auf dem als Zapfen im Sinn der Erfindung dienenden Schraubenschaft 8B des Werkzeuges aufsteckbar ist, während der Schraubenschaft 8B unter Freilassen der notwendigen axialen Länge für die Aufnahme des Werkzeugkopfes und ggf. für die Aufnahme eines in Fig. 8 nicht dargestellten Mitnehmerringes 20, d. h. bis zu einer vorgegebenen axialen Wirklänge, in den Werkzeugschaft 1 oder einen Zapfenstumpf einsetzbar ist. Der Fig. 8 ist auch zu entnehmen, dass die Öffnung 31 eine erste Konusfläche 32 umfasst. Die Neigung der Seitenwand der Öffnung 31 gegenüber der Vertikalen, d. h. gegenüber der Rotationsachse z, kann kleiner als 5° sein. Vor- zugsweise hat der Neigungswinkel der Seitenwand der Öffnung 31 einen Wert zwischen 0,1° und 2°. Somit liegt der Öffnungswinkel der Konusfläche 32 in einem Bereich zwischen 0,2° und 4°. Durch die Konusfläche 32 ist der Durchmesser der Öffnung 31 beispielsweise bearbeitungsseitig, d. h. in Richtung der Bearbeitungsseite 2, größer als in Richtung der Befestigungsseite 3. Alternativ oder zusätzlich kann eine zweite Konusfläche 34 mit einem vergleichbaren oder größeren Öffnungswinkel vorgesehen sein, wobei die Öffnung 31 dadurch in einem mittleren Bereich ihren kleinsten Durchmesser aufweisen kann. Der Fig. 8 ist ferner zu entnehmen, dass der Werkzeugkopf 4 zur Aufnahme des Befestigungsmittels 6 eine zylindrische Kröpfung 33 aufweisen kann. An die Kröpfung 33 schließt die Konusfläche 34 an, wobei der Durchmesser der Konusfläche 34 bearbeitungsseitig größer ist als befestigungsseitig. Der Neigungswinkel der Seitenfläche der Kröpfung 33 gegenüber der Vertikalen, also gegenüber z, sollte kleiner als 15° sein. Vorzugsweise liegt er zwischen 0,1° und 15°. BEZUGSZEICHENLISTE
1 Werkzeugschaft 22 Werkzeug-Mitnehmerfläche
2 Bearbeitungsseite 23 erster Werkzeug-Mitnehmer
3 Befestigungsseite 24 Ausnehmung
4 Werkzeugkopf 25 Werkzeugkopf-
5 Bearbeitungsfläche Mitnehmerfläche
6 Befestigungsmittel 26 zweiter Werkzeug-Mitnehmer
7 Zapfen 27 Dichtschraube
8 Schraube 28 Verzweigung
8A Schraubenkopf 29 Flüssigkeitskanal
8B Schraubenschaft 30 Freimachung
9 Gewindebohrung 31 Öffnung
10 Schraubenmutter 32 Konusfläche
11 Außengewinde 33 Kröpfung
12 Verlängerung 34 Konusfläche
13 Axialspalt 35 Zahn
14 Radialspalt 36 Anschnitt
15 Spann- oder Sprengring 37 Zentrierhilfe
16 Befestigungsnut 37A Zentrier-Fase
17 Flüssigkeitskanal
18 Flüssigkeitsaustritt X erste Richtung
19 Anlagefläche y zweite Richtung
20 Mitnehmerring z Rotationsachse
21 Ausnehmung

Claims

ANSPRÜCHE
1. Werkzeug zum Bearbeiten von Bohrungen und ähnlichen Material- ausnehmungen mit einem eine Bearbeitungsseite (2), eine Befestigungsseite (3) und eine Rotationsachse (z) aufweisenden Werkzeugschaft (1), einem zumindest umfangsseitig eine oder mehrere Bearbeitungsflächen (5) umfassenden von dem Werkzeugschaft (1) drehend mitnehmbaren Werkzeugkopf (4) und zumindest einem Befestigungsmittel (6) zum lösbaren Befestigen des Werkzeugkopfes (4) an dem Werkzeugschaft (1), dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugschaft (1) im Bereich der Bearbeitungsseite (2) einen zylindrischen oder annähernd zylindrischen, zur Rotationsachse (z) des Werk- zeugschaftes (1) fluchtend angeordneten Zapfen (7) aufweist, an dem das Befestigungsmittel (6) befestigt oder befestigbar ist, und der den Werkzeugkopf (4) mit radialem Spiel aufnimmt, und dass der Werkzeugkopf (4) ringförmig gestaltet ist und in befestigtem Zustand in zumindest einer Richtung radial bezüglich der Rotationsachse (z) des Werkzeugschaftes (1) und relativ zu dem Zapfen (7) verschiebbar ist.
2. Werkzeug nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass im Übergangsbereich zwischen Werkzeugschaft (1) und Zapfen (7) eine quer zur Rotationsachse (z) angeordnete Anlagefläche (19) des Werkzeugschaftes (1) gebildet ist.
3. Werkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Werkzeugkopf (4) und der Anlagefläche (19) ein Mitnehmerring (20) auf dem Zapfen (7) durch Mitnahme drehfest und in befestigtem Zustand in zumindest einer Richtung radial bezüglich der Rotationsachse (z) des Werkzeugschaftes (1) und relativ zu dem Zapfen (7) verschiebbar angeordnet ist.
4. Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugkopf (4) in der ersten Richtung (x) relativ zu dem Mitnehmerring (20) radial bezüglich der Rotationsachse (z) verschiebbar ist.
5. Werkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Anlagefläche (19) zumindest eine zur Rotationsachse (z) senkrecht oder annähernd senkrecht verlaufende Ausnehmung (21) angeordnet ist, durch die zumindest eine Werkzeug-Mitnehmerfläche (22) gebildet wird, an die ein am Werkzeugkopf oder am Mitnehmerring (20) angeordneter (erster) Werkzeug-Mitnehmer (23) angreift, wodurch Werkzeugschaft (1) und der Werkzeugkopf oder der Mitnehmerring (20) drehfest durch Mitnahme zueinander angeordnet sind, und dass der Mitnehmerring (20) entlang der Ausnehmung (21) radial bezüglich der Rotationsachse (z) verschiebbar ist.
6. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Werkzeugkopf (4) mindestens eine zur Rotationsachse (z) im Wesentlichen senkrecht verlaufende Ausnehmung (24) angeordnet ist, durch die zumindest eine Werkzeugkopf-Mitnehmerfläche (25) gebildet wird, an die ein am Werkzeugschaft oder an einem Mitnehmerring (20) angeordneter Werkzeug-Mitnehmer (26) angreift, wodurch Werkzeugkopf (4) und Werkzeugschaft oder Mitnehmerring (20) drehfest zueinander angeordnet sind, und dass der Werkzeugkopf (4) entlang der Ausnehmung (24) radial bezüglich der Rotationsachse (z) verschiebbar ist.
7. Werkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die einander gegenüberliegenden Werkzeugkopf-Mitnehmerflächen (25) der Ausnehmung (24) des Werkzeug kopfes (4) relativ zueinander schräg verlaufen, so dass ihr Abstand zum Werkzeugschaft hin sich vergrößert.
8. Werkzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmerring (20) zumindest eine Freimachung (30) aufweist, welche im Bereich des ersten und/oder zweiten Werkzeugkopf-Mitnehmers (23; 26) angeordnet ist.
9. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch einen eine radiale Beweglichkeit sicherstellenden, im Bereich des Zapfens (7) am Werkzeugkopf (4) wirksamen axialen Spalt (13).
10. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel (6) als Schraubenkopf (8), als Schraubenmutter (10) oder als Spann- oder Sprengring ( 5) gestaltet ist.
11. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Werkzeugschaft (1) zumindest ein Flüssigkeitskanal (17) zum Transport von Flüssigkeit angeordnet ist, der sich im Wesentlichen von der Befestigungsseite (3) bis zur Bearbeitungsseite (2) erstreckt, und der im Bereich der Bearbeitungsseite (2) in zumindest einen Flüssigkeitsaustritt (18) mündet, der vorzugsweise im Bereich des Zapfens (7) angeordnet ist.
12. Werkzeugkopf (4) für ein Werkzeug zum Bearbeiten von Bohrungen oder ähnlichen Materialausnehmungen, insbesondere für ein Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , mit einer oder mehreren zumindest umfangs- seitig angeordneten Bearbeitungsflächen (5), gekennzeichnet durch eine in axialer Richtung (z) verlaufende zentrale Öffnung (31), im Werkzeugkopf (4), wodurch dieser auf einen Zapfen (7) des Werkzeugschaftes oder ähnliches aufsteckbar ist.
13. Werkzeugkopf (4) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (31) zumindest eine Konusfläche (32) umfasst.
14. Werkzeugkopf (4) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Neigung der zumindest einen Konusfläche (32) gegenüber der Rotationsachse (z), nicht größer als 5° ist und, vorzugsweise, einen Wert zwischen 0,1° und 2° hat.
15. Werkzeugkopf (4) nach Anspruch 12 oder 13, gekennzeichnet durch eine Kröpfung (33) der Öffnung (31).
16. Werkzeugkopf (4) nach einem der Ansprüche 12 bis 15, gekennzeichnet durch eine im Bereich der Bearbeitungsfläche (5) angeordnete Zentrierhilfe (37), welche vorzugsweise als bearbeitungsseitig angeordnete Zentrier-Fase (37A) gebildet ist.
17. Werkzeug oder Werkzeugkopf (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis Länge/Durchmesser des Werkzeugkopfes (4) kleiner als 1 ,5 ist und, vorzugsweise, in einem Bereich zwischen 0,2 und 1 ,5 liegt.
18. Werkzeug oder Werkzeugkopf (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, gekennzeichnet durch zumindest einen Flüssigkeitskanal (29) zum Transport von Flüssigkeit längs oder quer durch den Werkzeugkopf (4).
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