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Die
Erfindung betrifft ein mehrteiliges Schaftwerkzeug, insbesondere
in der Ausgestaltung als Feinbearbeitungswerkzeug zur spanabhebenden Präzisionsbearbeitung
von Werkstücken,
gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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Derartige
Werkzeuge sind auch unter dem Begriff Stufenwerkzeuge oder Fertigbearbeitungswerkzeuge
bekannt und sie zeichnen sich dadurch aus, dass mit ein und demselben
Werkzeug in einem Arbeitsgang bzw. mit ein und derselben Einspannung in
der Werkzeugmaschine verschiedene Funktionsflächen am Werkstück einer
Vor- und/oder Endbearbeitung – gegebenenfalls
mit unterschiedlicher Oberflächengüte – unterzogen
werden können,
wobei die Lagezuordnung der bearbeiteten Werkstückflächen in einem engen Toleranzbereich
liegen soll.
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Solche
Werkzeuge werden beispielsweise bei der Komplettbearbeitung von
Zylinderköpfen
benötigt,
um beispielsweise die Grundsitzbohrung mit den entsprechend angepassten
Durchmessern für das
Einlass- bzw. Auslassventil oder die Vor- und Fertigbearbeitung
des Ventilsitzes durchzuführen, wobei
in einem Arbeitsgang die Ventilführungs-
und die Ventilsitzbohrung hergestellt werden soll. Ein weiteres
Einsatzgebiet derartiger Werkzeuge stellt die Bearbeitung des eigentlichen
Ventilsitzes dar, der häufig
aus einem eingepressten Stahl-Sinter-Werkstoff besteht. Gleichzeitig
nimmt dieses Werkzeug für die
Bearbeitung einer Ventilführungsbuchse
eine Reibahle auf, die eine Endbearbeitung des Innendurchmessers
mit einer Toleranz im μ-Bereich
herstellt.
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Die
im Bereich des Ventilsitzes auszubildenden mehrfachen Schrägflächen sind
nicht nur hinsichtlich ihrer Winkellage, sondern auch bezüglich ihrer
Axialposition mit einem sehr engen Toleranzfeld belegt. Es besteht
demnach das Bedürfnis
nach einem extrem stabilen und einen exakten Rundlauf garantierenden
Schaftwerkzeug, bei dem die Verbindung zwischen dem äußeren Schneidenträger und dem
die inneren Schneiden tragenden Zentralkörper fluchtungs- und positionsgenau
herstellbar ist.
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Herkömmlich wird
zu diesem Zweck eine DIN-Aufnahme, zum Beispiel eine HSK-Aufnahme herangezogen,
die einen die äußeren Schneiden
tragenden Grundkörper
dreh- und axialfest fixiert. In den Grundkörper ist eine austauschbare
Reibahle zentriert eingesetzt, wobei die axiale Fixierung in der
Regel über
eine Positionierschraube erfolgt.
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Die
Anforderungen, die an derartige Werkzeuge gestellt werden, werden
in mehrfacher Hinsicht höher.
Zum Einen verlangen die Abnehmer solcher Werkzeuge immer höhere Fertigungsgenauigkeiten,
insbesondere immer engere Fluchtungs- und/oder Rundlaufgenauigkeiten.
Zum Anderen werden zunehmend schwer zerspanbare Werkstoffe eingesetzt,
so dass die Anforderungen an die Stabilität derartiger Werkzeuge ebenfalls
steigen. Schließlich wird
ein System verlangt, das einfach handhabbar ist und flexibel eingesetzt
werden kann.
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Der
Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu Grunde, ein mehrteiliges
Schaftwerkzeug der vorstehend beschriebenen Art zu schaffen, das
den vorstehend angesprochenen Kriterien gleichzeitig in einer bisher
nicht erreichten Form gerecht wird.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß wird ein
als Feinbearbeitungs-, Stufen- oder Fertigbearbeitungswerkzeug einsetzbares
Werkzeug geschaffen, bei dem der Zentralkörper, beispielweise eine mit
PKD (Polykristaliner Diamant)-Schneiden bestückte Reibahle, durch eine Dehnspanntechnik
fixiert wird. Weil das den Zentralkörper spannende Dehnspannfutter
mit dem Schneidenträger
zu einer einstückig
handhabbaren Einheit in der Weise zusammengestellt wird, dass beim
Spannvorgang des Zentralkörpers
die Dehnung bzw. elastische Verformung des Schneidenträgers in
vorbestimmten, sehr engen Grenzen bleibt, wird die Spannkraft des
Dehnspannfutters auf das Zentrum, d.h. auf den in das Dehnspannfutter einsetzbaren
Zentralkörper
konzentriert. Damit ist sichergestellt, dass der Zentralkörper mit
dem übrigen Werkzeug,
insbesondere mit dem konzentrisch radial weiter außen angeordneten
Schneidenträger
mit größter Rundlaufgenauigkeit
ausgerichtet werden kann.
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Gleichzeitig
wird die Spannkraft für
den Zentralkörper
erhöht,
so dass das Dehnspannfutter über eine
größere axiale
Länge trägt, was
dem Rundlauf zwischen Zentralkörper
und Schneidenträger
weiter förderlich
ist. Aufgrund desselben Effekts ist allerdings auch sichergestellt,
dass sich beim Spannen des Zentralkörpers, wie zum Beispiel der
Präzisionsreibahle,
die Schneiden des Schneidenträgers
nicht weiter als um ein Mass verschieben, welches entweder bereits
innerhalb des vorgegebenen engen Toleranzbereichs oder aber innerhalb
eines Bereichs liegt, der durch eine Feinjustierung der Schneiden korrigiert
werden kann. Dadurch ist die Voraussetzung dafür geschaffen, dass der Zentralkörper mit einfachen
Handgriffen ausgewechselt werden kann, so dass sich in Verbindung
mit der Zusammenstellung von Dehnspannfutter und Schneidenträger ein modularer
Aufbau des Werkzeugs ergibt, wodurch eine große Flexibilität des Werkzeugs
bereitgestellt wird.
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Zwar
ist es bereits grundsätzlich
bekannt (zum Beispiel aus der Patentveröffentlichung WO 98/07538),
ein Dehnspannfutter zum Spannen eines zentralen spanabhebenden Werkzeugs,
wie zum Beispiel eines Bohrers, und gleichzeitig zur Fixierung eines
weiteren, konzentrisch zum Bohrer angeordneten Schneidenträgers in
der Form eines Fasrings heranzuziehen. Im Gegensatz zur vorliegenden
Erfindung wird jedoch die radiale Dehnung des Dehnspannfutters zur
Fixierung des Fasrings bezüglich des
als Bohrwerkzeug ausgestalteten Zentralkörpers herangezogen. Es entsteht
somit keine Zusammenfassung von Dehnspannfutter und Schneidenträger zu einer
einstückig
handhabbaren Einheit, bei der die Präzisionsschneiden bezüglich des
Innendurchmessers des Dehnspannfutters lagegenau fixiert werden können.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die
Vorzüge
des erfindungsgemäßen Aufbaus
des Werkzeugs können
dann besonders vorteilhaft eingesetzt werden, wenn der Zentralkörper als Feinreibwerkzeug,
beispielsweise als mit PKD-Schneiden bestückte Reibahle ausgestattet
ist, wobei diese dann vorteilhafterweise einen mit hoher Präzision geschliffenen
zylindrischen Schaft für
die Einpassung in das Dehnspannfutter hat. Es genügt auf diese
Weise bereits eine verhältnismäßig geringe Druckerhöhung in
der Druckkammer des Dehnspannfutters, um den Zentralkörper selbst
bei größerer Spielpassung
im Dehnspannfutter mit ausreichend großer Haltekraft im Dehnspannfutter
bzw. radial innerhalb des Schneidenträgers zu fixieren, wodurch die
beim Spannvorgang des Zentralkörpers
induzierte elastische Verformung des Schneidenträgers weiter verringert werden
kann.
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Aufgrund
des erfindungsgemäßen Aufbaus eignet
sich das Schaftwerkzeug auch als Stufenbearbeitungswerkzeug, bei
dem Zentralkörper
und Schneidenträger
zeitlich gestaffelt, jedoch mit exakter Relativlagepositionierung
der einzelnen Schneiden zum Einsatz kommen.
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Durch
den erfindungsgemäßen Aufbau
des mehrteiligen Schaftwerkzeugs ergibt sich ferner die Möglichkeit,
das Werkzeug als Modularwerkzeug aufzubauen, bei dem das Dehnspannfutter
mit unterschiedlichen Zentralkörpern
und/oder Schneidenträgern
kombiniert wird. Auf diese Weise ergibt sich ein sehr flexibel einsetzbares
Werkzeug, mit dem kostengünstig
verschiedenste Bearbeitungsaufgaben gelöst werden können.
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Grundsätzlich ist
die Zusammenstellung von Schneidenträger und Dehnspannfutter zu
einer einstückig
handhabbaren Einheit auf verschiedenste Art und Weise möglich, solange
dafür gesorgt
ist, dass beim Spannen des Zentralkörpers im Dehnspannfutter die
elastische Verformung des Schneidenträgers ausreichend gering bleibt.
Dies kann beispielsweise dadurch sichergestellt werden, dass die
Wandstärke des
Hydrodehnspannfutters radial außerhalb
der Druckkammer wesentlich größer ist
als radial innerhalb bzw. dass der mit dem (Hydro)Dehnspannfutter zusammengefügte Schneidenträger, der
in der Regel die Form eines hohlzylindrischen Körpers hat, mit einer ausreichend
großen
radialen Wandstärke
ausgestattet wird.
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Besonders
vorteilhaft im Hinblick auf eine Verringerung des Bauvolumens ergibt
sich allerdings dann, wenn gemäß Anspruch
5 die Fügung
zwischen Hydrodehnspannfutter und Schneidenträger mit einer radialen Vorspannung
des Schneidenträgers
realisiert wird, beispielsweise durch Aufschrumpfen des Schneidenträgers auf
eine kreiszylindrische Fügefläche des
Hydrodehnspannfutters oder durch Einpressen des Hydrodehnspannfutters
oder eines Dehnspannmoduls in den Schneidenträger. Hierzu kann ein konventionelles
Hydrodehnspannfutter vom Typ HSK-A auf einfache Weise umgearbeitet
werden, indem die dem Werkzeug zugewandte Außenoberfläche mit einer auf Präzision gearbeiteten
kreiszylindrischen Fügefläche versehen
wird, welche an einem mit Freistich versehenen Radialbund endet.
Dieser Radialbund dient beim Aufschrumpfen als axialer Anschlag
zur Lagepositionierung des Schneidenträgers.
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Je
nach dem, mit welchen Radialkräften
bzw. mit welchem Schrumpfuntermaß gearbeitet wird, kann es
erforderlich sein, im aufgeschrumpften Zustand des Schneidenträgers bzw.
im eingepressten Zustand des Hydrodehnspannfutters die Schneiden im
Schneidenträger
exakt bzw. der Drehachse und/oder relativ zueinander zu positionieren.
Es kann in manchen Fällen
auch vorteilhaft sein, den Schneidenträger nach dem Fügevorgang
zu bearbeiten und dabei die Flächen
am Schneidenträger
zur Lagepositionierung der einzelnen Schneiden formgenau auszubilden.
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Wenn
Schneiden des Zentralkörpers und/oder
des Schneidenträgers über eine
Einrichtung zur Feinjustierung verfügen, beispielsweise in Form
von Stellschrauben oder Stellkeilen, kann eine größere Verformung
des Schneidenträgers
entweder beim Fügevorgang
mit dem Hydrodehnspannfutter oder beim Spannvorgang des Zentralkörpers in
Kauf genommen werden, ohne die Einsatzmöglichkeiten des Werkzeugs zu
schmälern.
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Es
hat sich gezeigt, dass mit dem erfindungsgemäßen Aufbau des Werkzeugs eine
extrem rundlaufgenaue Spannung einer Reibahle bezüglich genau
positionierter Schneiden im Schneidenträger unter Bereitstellung einer
leichten Auswechselbarkeit der Reibahle möglich ist, selbst wenn die
Lagetoleranz der Schneiden im μm-Bereich
bzw. im Winkelminutenbereich liegt.
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Wenn
gemäß Anspruch
12 im Dehnspannfutter ein Mitnehmer integriert ist, der in der Lage
ist, ein (zusätzliches)
Drehmoment vom Dehnspannfutter auf den Zentralkörper, wie zum Beispiel eine
Reibahle, zu übertragen,
kann die Druckbeaufschlagung des Dehnspannfutters und damit die
radiale Verformung des Schneidenträgers auf einem geringeren Niveau
gehalten werden, wodurch weiterer Bauraum eingespart wird.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche.
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Nachstehend
werden anhand schematischer Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert:
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische, in Explosionsdarstellung gezeigte vereinfachte und
schematische Ansicht einer er sten Ausführungsform eines mehrteiligen
Schaftwerkzeugs vor dem Zusammenbau der Komponenten;
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2 das
Schaftwerkzeug aus den Komponenten gemäß 1 in einem
zur auswechselbaren Aufnahme eines Zentralkörpers vorbereiteten Phase;
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3 das
Schaftwerkzeug nach den 1 und 2 im fertig
montierten und einsatzbereiten Zustand;
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4A und 4B schematische
Darstellungen zur Erläuterung
der erfindungsgemäßen Funktionsweise
des Zusammenwirkens zwischen Hydrodehnspannfutter und Schneidenträger gemäß einer
ersten Variante; und
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5A und 5B schematische
Ansichten entsprechend den 4A, 4B zur
Erläuterung
einer weiteren Variante der Erfindung.
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1 zeigt
in stark schematischer Darstellung die drei Komponenten eines mehrteiligen Schaftwerkzeugs
zur spanabhebenden Bearbeitung eines Werkstücks. Bei dem mehrteiligen Schaftwerkzeug 10 handelt
es sich um ein Feinbearbeitungswerkzeug, das als Stufenwerkzeug
zur Komplettbearbeitung von Bauteilen, wie zum Beispiel von Zylinderköpfen, eingesetzt
werden kann. Solche Werkzeuge sind auch zu dem Begriff Fertigbearbeitungswerkzeug
bekannt.
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Das
Werkzeug hat einen Zentralkörper 12, der
zur Bearbeitung eines der Werkzeugachse 14 nahen Bereichs
dient, und einen konzentrisch dazu angeordneten weiteren Schneidenträger 16,
der mit größtmöglicher
Rundlaufgenauigkeit zum Zentralkörper 12 bzw.
zur Werkzeugachse 14 angeordnet ist.
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Der
Zentralkörper 14 ist
beispielsweise mit PKD- oder Hartmetall-Schneiden 18 bestückt, die fest
oder mittels einer nicht gezeigten Feinjustiereinrichtung einstellbar
am Zentralkörper 12 befestigt sind.
Der Zentralkörper 12 kann
beispielsweise eine Mehrschneiden-Reibahle zur Feinbearbeitung einer Ventilführung in
einer Ventilbuchse sein.
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Die
mit 20 bezeichneten Schneiden am Schneidenträger 16 können ebenfalls
von Schneideinsätzen
gebildet sein. Sie sind in der Regel auf mehreren Durchmessern angeordnet
und haben axial wirkende und radial wirkende Schneidkanten 22 und 24,
die beispielsweise zur Bearbeitung eines Ventilsitzrings bzw. einer
dafür vorgesehenen
Bohrung im Zylinderkopf dienen. Die Schneidkanten 22, 24 können selbstverständlich auch
zur Achse 14 unter verschiedenen, genauestens einzuhaltenden Winkeln
geneigt sein, was beispielsweise bei der Endbearbeitung von Ventilsitzringen
erforderlich ist.
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Die
Schneiden 20 können
auch auf nicht näher
gezeigten Kassetten befestigt (verlötet oder festgeschraubt) sein,
die in entsprechend ausgebildeten Taschen 26 des Schneidenträgers 16 einstellbar
fixiert sind. Die Einstellbarkeit ist dabei vorzugsweise so getroffen,
dass sie drei in den Figuren mit den Pfeilen R, A und N bezeichnete
Freiheitsgrade hat.
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Der
Toleranzbereich, in dem die Schneiden 20 zueinander und/oder
bezüglich
zu den Funktionsschneiden 18 der Reibahle 12 stehen
müssen,
kann im Bereich von einigen μm
bzw. von einigen Winkelminuten liegen. Ferner wird bei derartigen
Werkzeugen die Rundlaufgenauigkeit der Werkzeuge 18 und 20 zueinander,
die Konzentrizität der
Achsen der Reibahle 12, des Schneidenträgers 16 und eines Werkzeughalters 28 auf
extrem niedrige Werte eingestellt.
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Um
diese extrem hohen Anforderungen an die Präzision der Schneidenpositionierungen
zu erfüllen,
hat der Werkzeughalter 28, der z. B. mit einer HSK-Aufnahme 30 ausgebildet
ist, auf der dem Schneidenträger 16 zugewandten
Seite ein Hydrodehnspannfutter 32, welches in den Figuren
lediglich schematisch gezeigt ist. Derartige Hydrodehnspannfutter
sind an sich bekannt, so dass auf eine Beschreibung der Einzelheiten
verzichtet werden kann.
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Mit
dem Bezugszeichen 34 ist eine Druckkammer bezeichnet, die
radial innenseitig unter Zwischenschaltung einer elastisch nachgiebigen
Trennwand 36 von einem Spannabschnitt 38 begrenzt
ist, der zur Aufnahme eines auf Passung geschliffenen Spannschaftes 12A der
Reibahle 12 dient.
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Der
Spannabschnitt 38 ist so gefertigt, dass der Spannschaft 12A mit
Schafttoleranz h6 mit Spiel aufgenommen werden kann.
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Konzentrisch
zum Schaftabschnitt 38, vorzugsweise in sehr enger Rundlauftoleranz,
hat das Hydrodehnspannfutter 32 eine kreiszylinderförmige Fügefläche 40,
die ihr Gegenstück
in der zylinderförmigen
Innenoberfläche 42 des
Schneidenträgers 16 hat.
Die Innenoberfläche 42 des
Schneidenträgers 16 ist
bezüglich
der Achse so gefertigt, dass eine sehr eng gesetzte Rundlauftoleranz
eingehalten wird.
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Auf
diese Weise lässt
sich aus Hydrodehnspannfutter 32 und Schneidenträger 16 eine
in 2 mit dem Bezugs zeichen 50 bezeichnete
Einheit zusammenstellen, bei der die Flächen 40 und 42 spielfrei
gefügt
sind. Zur axialen Positionierung des Schneidenträgers 16 am Werkzeughalter 28 dient eine
Radialschulter 44, an der eine Stirnfläche 46 des Schneidenträgers 16 in
Anlage bringbar ist.
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In
der in 2 gezeigten spielfreien Positionierung des Schneidenträger 16 auf
dem Hydrodehnspannfutter 32 liegen die Schneiden 20 entweder
bereits innerhalb des vorbestimmten engen Toleranzfeldes zueinander
bzw. zur Achse und zur Innenoberfläche 42 des Hydrodehnspannfutters 32,
oder sie können – falls
eine Einrichtung zur Feinjustierung der Schneiden 20 vorgesehen
ist – mittels
der Feinjustierung in die endgültige
Relativlage zueinander bzw. zu einer Referenzfläche 48 des Werkzeughalters 28 gebracht
werden. Diese Referenzfläche
ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel
von einer Stirnfläche des
Hydrodehnspannfutters 32 gebildet.
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In
diese in 2 mit 50 bezeichnete
Einheit lässt
sich nunmehr die Reibahle 12 mit dem Spannschaft 12A in
den Werkzeughalter 28 mit einfachen Handgriffen einsetzen,
wobei vorzugsweise im Inneren des Werkzeughalters 28 ein
vorzugsweise axial einstellbarer Anschlagkörper für die den Schneiden 18 abgewandte
Stirnseite 52 der Reibahle 12 vorgesehen sein.
Damit liegen bei auf Anschlag eingesetzter Reibahle 12 die
Schneiden 18 in genau vorgegebener Lageposition bezüglich der
Schneiden 20 des Schneidenträgers 16.
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Dadurch,
dass der Schneidenträger 16 spielfrei
auf dem modifizierten Hydrodehnspannfutter 32 sitzt, ergibt
sich bei Druckbeaufschlagung der Druckkammer 34 das unter
Bezug auf die 4A und 4B näher zu beschreibende,
folgende Phänomen:
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4A zeigt
die gefügten
Teile 16 und 32 vor der Druckbeaufschlagung der
Druckkammer 34. Die Wandstärke W32 des Hydrodehnspannfutters 32 ist
jedoch entweder für
sich oder aber in der Summe mit der Wandstärke W16 so groß gewählt, dass
sich bei Beaufschlagung der Druckkammer 34 mit Fluiddruck – wie in 4B schematisch
angedeutet – in erster
Linie eine radial nach innen gerichtete Verformung der Trennwand 36 einstellt.
Diese Radialverformung ist in 4B mit
dem Bezugszeichen R36 bezeichnet, und dieses Verformungsmaß wird erfindungsgemäß zum Spannen
des Zentralkörpers
bzw. der Reibahle 12 genutzt. Dem gegenüber ist aufgrund der stabileren
Ausgestaltung der Einheit aus Hydrodehnspannfutter 32 und
Schneidenträger 16 die
Radialverformung R16 so klein gehalten, dass sich die Schneiden 20 am
Schneidenträger 16 maximal
um ein Maß verlagern,
welches innerhalb eines vorgebenen Toleranzfeldes oder innerhalb
desjenigen Bereichs liegt, der durch Feinjustierung an den Schneiden 20 bzw.
an den diese tragenden Kassetten korrigierbar ist.
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Durch
die vorstehend aufgezeigte Tendenz der primären bzw. vorrangigen Verformung
der Trennwand 36 wird nicht nur die Spannkraft der Reibahle
vergrößert. Es
ergibt sich zusätzlich
der Vorteil, dass das Hydrodehnspannfutter 32 über eine
größere axiale
Länge tragen
kann bzw. dass der Innendurchmesser des Spannabschnitts 38 mit
größerem Spiel
als bislang bezüglich
des Spannschaftes 12A gefertigt werden kann.
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Das
Wirkungsprinzip gemäß 4A, 4B lässt sich
beispielsweise dann verwirklichen, wenn als Fügetechnik eine leichte Presspassung oder
ein Spielpassung herangezogen wird, wobei zusätzlich ein Befestigungsmittel
beispiels weise ein Klebstoff Anwendung finden kann. Es ist gleichermaßen möglich, im
Bereich der Fügeflächen 40, 42 mit einer
Schraubverbindung zu arbeiten.
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Die
Variante nach den 4A und 4B hat
zur Konsequenz, dass der Gesamtdurchmesser des Werkzeugs, d.h. der
Außendurchmesser
des Schneidenträgers 16 nicht
beliebig verkleinert werden kann, damit ausreichend Wandstärke W32
zur gerichteten Verformung des Hydrodehnspannfutters 32 bereitgestellt
wird. Um zusätzlich
Bauraum einzusparen, d.h. um Werkzeuge bereitzustellen, bei denen
die Schneiden 20 näher
zur Achse 14 angeordnet werden können, erfolgt das Fügen zwischen
Hydrodehnspannfutter 32 und Schneidenträger 16 derart, dass
der Schneidenträger 16 das
Hydrodehnspannfutter 32 mit einer Radialspannung beaufschlagt.
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Dies
kann beispielsweise dadurch geschehen, dass der Schneidenträger 16 auf
die Fügefläche 40 aufgeschrumpft
wird, oder dass das Hydrodehnspannfutter in den Schneidenträger 16 eingepresst wird.
Das sich dann einstellende Funktionsprinzip ist in den 5A und 5B dargestellt:
Die
nach dem Fügen
sich einstellende Radialspannung ist mit den Pfeilen 60 angedeutet.
Sie hat zur Folge, dass die Wandstärke W32 im Vergleich zu der Ausführungsform
nach den 4A und 4B wesentlich
verkleinert werden kann, ohne dass die Radialverschiebung R16 nach
Beaufschlagung der Druckkammer 34 größer wird als bei der Variante nach 4A und 4B,
wobei die Radialauslenkung R36 zum Spannen der Reibahle 12 in
der gleichen Größenordnung
bleibt. Die Schneiden 20 können dementsprechend näher zur
Achse 14 des Werkzeugs positioniert werden.
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Für den Fall,
dass der Schneidenträger 16 mit
Radialspannung auf dem Hydrodehnspannfutter positioniert wird, kann
es von Vorteil sein, in diesem vormontierten Zustand die Schneiden 20 auf
Endmaß zu
positionieren bzw. gegebenenfalls zu bearbeiten. Anschließend liegt
eine aus Dehnspannfutter und Schneidenträger bestehende Einheit vor,
bei der die Schneiden 20 bezüglich eines Bezugspunktes des
Werkzeughalters, zur Achse 14 des Werkzeugs und zueinander
in sehr eng tolerierter Lagebeziehung stehen. Die Reibahle 12 kann
dann in diese Einheit je nach Bedarf und mit einfachen Handgriffen eingesetzt
und darin exakt verdreh- und axialfest fixiert werden.
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Der
vorstehend beschriebene Aufbau ermöglicht es, das Werkzeug modular
aufzubauen, mit den Bestandteilen Zentralkörper 12, Schneidenträger 16 und
Werkzeughalter 28 bzw. Hydrodehnspannfutter 32.
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Das
der Erfindung zu Grunde liegende Wirkungsprinzip bei der Werkzeugzusammenstellung (4 und 5)
wurde anhand von Schneiden 20 erläutert, die radial außerhalb
der Druckkammer 34 positioniert sind. Selbst diese Schneiden
werden durch die erfindungsgemäße Anordnung
beim Spannen der Reibahle 12 nur um ein solches Maß verlagert,
das innerhalb eines vorgebenen Toleranzfeldes oder eines Bereichs
liegt, der durch Feinjustierung korrigierbar ist. Eine vorteilhafte
Weiterbildung des erfindungsgemäßen Werkzeuges
besteht darin, die Schneiden 20 axial zur Druckkammer 34 des
Hydrodehnspannfutters zu versetzen, so dass sich Verformungen des
Schneidenträgers 16 auf
die Lage der Schneiden nicht mehr negativ auswirkt.
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Selbstverständlich sind
Abweichungen von dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel möglich, ohne
den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. So kann beispielsweise
ein Hydrodehn-Spannsatz in einen Körper eingepresst werden, der
als Werkzeugaufnahme dient, welche gleichzeitig den Schneidenträger darstellt.
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Es
ist auch möglich,
zwischen Hydrodehnspannfutter 32 und Schneidenträger 16 zumindest
einen Zwischenkörper
einzusetzen, mit und ohne radiale Vorspannung.
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Das
Werkzeug kann auch mit einer Einrichtung zur Innenkühlung ausgestattet
sein, auch unter Einschluss der MMS-Technik.
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Selbstverständlich ist
das Werkzeug auch dann in der vorstehend beschriebenen Art und Weise aufzubauen,
wenn als Zentralkörper
ein Bohrwerkzeug und am Schneidenträger weniger genau zu justierende
Schneiden, wie zum Beispiel Faswerkzeuge zu befestigen sind.
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Das
vorstehend beschriebene Werkzeug ist als drehangetriebenes Schaftwerkzeug
ausgebildet. Es kann auch als stehendes Werkzeug eingesetzt werden.
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Die
Erfindung schafft somit ein mehrteiliges Schaftwerkzeug, insbesondere
Feinbearbeitungswerkzeug, zur spanabhebenden Bearbeitung zumindest
eines ersten, innenliegenden Bereichs, wie zum Beispiel einer auf
Präzision
zu bearbeitenden Bohrung, und eines zweiten, radial weiter außenliegenden
Bereichs, wie zum Beispiel einer zu dieser Bohrung im engen Planschlag
stehenden Referenzfläche.
Ein Zentralkörper
trägt die
Zentralschneiden für die
Bearbeitung des ersten Bereichs, während ein zum Zentralkörper konzentrisch
angeordneter, weiterer Schneidenträger solche Schneiden trägt, die
in vorbestimmter axialer und/oder radialer und/oder Winkel-Lagebeziehung
zu den Zentralschneiden stehen. Zur Bereitstellung eines Werkzeugs,
bei dem die Schneiden in engster Lagebeziehung zueinander gehalten
werden können,
das sich für
die Bearbeitung schwer zerspanbarer Werkstoffe eignet und welches trotzdem
einfach handhabbar und flexibel eingesetzt werden kann, ist das
Werkzeug so aufgebaut, dass der Schneidenträger mit dem Dehnspannfutter
zu einer einstückig
handhabbaren Einheit zusammenstellbar ist, und zwar derart, dass
sich beim Spannen des Dehnspannfutters die Schneiden am Schneidenträger maximal
um ein Maß verlagern,
welches innerhalb eines vorgegebenen Toleranzfeldes oder eines Bereichs
liegt, der durch Feinjustierung an den Schneiden korrigierbar ist.