DE102008004516B4

DE102008004516B4 - Schneidwerkzeug für Erzeugung hohlen Raums in festen Materialien

Info

Publication number: DE102008004516B4
Application number: DE102008004516.0A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-01-16
Filing date: 2008-01-16
Publication date: 2015-02-12
Anticipated expiration: 2028-01-17
Also published as: DE102008004516A1

Abstract

Schneidwerkzeug (1) zur Erzeugung hohlen Raums in festen Materialien, umfassend einen Schaft (2) mit einer Ausnehmung zur Aufnahme und Führung einer Gabelstange (3) und einen an der Gabelstange befestigten und durch Verschieben der Gabelstange relativ zum Schaft von einer Einführposition in eine Arbeitsposition verschwenkbaren Meißel (4) zum Hinterschneiden einer Bohrung, dadurch gekennzeichnet, dass ein biegsamer Schirm (6) zur Abschirmung eines zwischen dem Meißel (4) und dem Schaft (2) in der Arbeitsposition entstehenden Spaltes gegen das Eindringen von beim Hinterschneiden anfallenden Spänen vorgesehen ist.

Description

DE 37 08 080 A1 zeigt ein Bohrwerkzeug zum Erweitern von Bohrungen mit einem Bohrerschaft, in dessen Innerem um einen quer zur Bohrachse angeordneten Gelenkstift drehbar mindestens eine Klinge vollständig innerhalb des Umfangs des Bohrerschafts aufnehmbar und zur Erweiterung der Bohrung so herausklappbar ist, dass die Schneide der Klinge den Umfang des Bohrerschafts überragt, dadurch gekennzeichnet, das die Klinge in ihrer vollständig innerhalb des Bohrerschafts befindlichen Stellung vom werkstückseitigen Ende weg nach hinten geklappt ist und in dieser Stellung außer dem Einfluss einer die Klinge nach außen drückenden Feder keiner sonstigen Betätigungseinrichtung zu Herausklappen der Klinge unterliegt.
Nach DE 35 28 173 A1 umfasst ein Werkzeug zum Bohren von hinterstochenen Löchern im Wesentlichen einen länglichen Werkzeugkörper, an dessen einem Ende eine schwenkbare Klinge vorgesehen ist, welche einerseits eine Schnittkante und andererseits ein Nockenprofil aufweist, welches nicht schneidend ist und welches mit einem profilierten Körper zusammenwirken kann, welcher am Grund eines in üblicher Technik erstellten ersten Loches anzuordnen ist.
DE 26 52 366 A1 zeigt ein Bohrwerkzeug zur Erzeugung von Hinterschnitten in Vorbohrungen mit einem in die Vorbohrung einführbaren Bohrerschaft, an dessen bohrungsinnerem Ende ein Bohrkopf zum hinterschnittenen Aufbohren der Vorbohrung mit wenigstens einem Schneidwerkzeug vorgesehen ist, das beim Einführen in die Vorbohrung über den äußeren Umfang des Bohrkopfs radial aufweitbar ist, wobei der Bohrkopf ein am inneren Ende des Bohrerschafts vorgesehenen, im Durchmesser etwa dem Durchmesser der Vorbohrung entsprechenden zylindrischen Führungsteil und ein in einigem Abstand vor dem Führungsteil angeordnetes auf dem inneren Ende der Vorbohrung aufsetzbares Druckstück mit ebenfalls etwa dem Durchmesser der Vorbohrung entsprechendem Durchmesser aufweist, und der Führungsteil und das Druckstück durch das flügelartige Schneidwerkzeug bzw. die Schneidwerkzeuge an einem der beiden Teile des Bohrkopfs schwenkbar angelenkt und mit dem anderen Teil durch eine kulissenartige Führung verbunden ist, welche die Schneidwerkzeuge bei einer axialen Annäherung der beiden Bohrkopfteile radial ausschwenkt.
DE 90 12 259 U1 zeigt einen Spreizanker mit einer ein Gewinde aufweisenden Ankerstange, auf deren in Einsteckrichtung vorderem Ende ein sich in Einsteckrichtung erweiternder Spreizkonus angeordnet ist, und mit einer über die Ankerstange auf den Spreizkonus aufschiebbaren Spreizhülse, die mit mehreren sich von ihrem vorderen Rand aus erstreckenden Längsschlitzen versehen ist, durch die wenigstens zwei sich gegenüberliegende Spreizlamellen gebildet sind, die an ihren in Einsteckrichtung weisenden Stirnflächen mit Schneideeinsätzen versehen sind, wobei die Ankerstange eine Gewindestange ist, der Spreizkonus zur Befestigung auf der Ankerstange ein passendes Innengewinde aufweist, und das Gewinde der Ankerstange in der Nähe des vorderen Endes der Ankerstange einen Anschlage für den vom hinteren Ende der Ankerstange her aufschraubbaren Spreizkonus aufweist.
DE 10 2004 014 659 A1 zeigt ein Entgratmesser zum Entgraten von Bohrungsrändern an Werkstücken, beinhaltend mindestens ein Schneidmesser, welches mindestens eine Schneidpartie mit mindestens einer Schneidkante und mindestens einer Steuerfläche aufweist, wobei das Schneidmesser in einer Werkzeugaufnahme aufgenommen ist, welche um eine Drehachse in mindestens einer Drehrichtung drehbar ist, wobei die mindestens eine Schneidpartie eine erste Schneidkante aufweist, an die sich unmittelbar oder mittelbar eine zweite Schneidkante anschließt, an die sich mittelbar über einen Übergang eine nicht schneidende Freikante anschließt, welche radial zur Drehachse im Bezug auf die zweite Schneidkante rückversetzt ist.
DE 44 00 425 A1 betrifft eine Vorrichtung zur lösbaren Kupplung zweier um eine gemeinsame Drehachse rotierender Werkzeugteile, die an einander zugewandten Trennflächen mittels einer Spannvorrichtung axial gegeneinander anpressbar sind, wobei die Werkzeugteile an ihren Trennflächen unter zwischenklemmen einer elastomeren Materialbrücke axial voneinander getrennt und unter elastischer Verformung der Materialbrücke begrenzt gegeneinander verdrehbar sind.
WO 2008/028828 A1 zeigt einen Spiralbohrer mit einem Schaft und einem durch die axiale Länge der Spannuten definierten Schneidabschnitt, welcher mindestens teilweise beschichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidabschnitt im Wesentlichen über seine nutzbare Länge hinweg eine erste Beschichtung aufweist, wobei zusätzlich eine zweite nur in einem Bereich an der Spitze des Bohrers aufgebracht ist, der sich über eine axiale Länge erstreckt, die maximal dem Zweifachen des Nenndurchmessers des Bohrers entspricht.
Nach CH 579 207 A5 ist in einer Bohrvorrichtung ein zweites Bohrwerkzeug in einem Schlitz eines ein erstes Bohrwerkzeug aufnehmenden Schaftes bei Andrücken einer auf dem Schaft verschiebbar angeordneten Hülse an eine Fläche und einer dadurch bewirkten, dem Vorschub des ersten Bohrwerkzeuges entsprechenden Verschiebung der Hülse auf dem Schaft über einen Eingriff der Hülse mit dem zweiten Bohrwerkzeug oder mit einem dieses aufnehmenden Halterungsteil in Abhängigkeit vom weiteren Vorschub des Schaftes radial ausschwenkbar.
US 1,640,264 B zeigt eine Probenahmevorrichtung mit einem Kernhohlkörper, dessen Äußeres eine zylindrische Form hat und dessen Inneres nach unten von seinem oberen zu seinem unteren Ende hin verjüngt ist, wobei ein Fräser am unteren Ende des Hohlkörpers eine Befestigungsplatte mit einem in ein oberes Ende des Kernhohlkörpers geschraubtem Nippel hat, wobei die Verbindung des Nippels und der Befestigungsplatte mit einem Schlitz versehen ist, ein Ventilsitz in dem Nippel vorgesehen ist und eine Öffnung hat, die eine Verbindung unter dem Schlitz und dem Inneren des Hohlkörpers bietet, und ein nach unten gesetztes Kugelventil, das mit dem Ventilsitz zusammenwirken kann, vorgesehen ist.
DE 34 32 035 A1 , DE 31 11 362 A1 , DE 27 31 901 A1 , DE 196 05 069 A1 , US 2,485,826 A , US 449,613 A und US 981,306 A zeigen Schneidwerkzeuge gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Die Erfindung will die Möglichkeit schaffen, einen hohlen Raum im Inneren eines Werkstücks mit Hilfe von einem Schneidwerkzeug zu erzeugen. Der hohle Raum kann in einem Werkstück mit einem durchgehenden oder blinden Loch erzeugt werden.
Im hohlen Raum eines Werkstücks kann der Kopf einer Gewindeschraube platziert werden, so dass eine Verbindung von mindestens zwei Werkstücke ermöglicht wird und eine der beiden Oberflächen eines Werkstücks keine Befestigungselemente aufweist.
Die dazu passende Gewindeschraube ist in Patentanmeldung „Gewindeschraube mit teilweise segmentierter Schaft und segmentiertem Kopf“ dargestellt.
Die Erfindung ist in den Ansprüchen definiert und nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.
Technische Lösung
Die 1 bis 5 zeigen Schneidwerkzeuge gemäß der Erfindung, wobei 1A einen Meißel des in 1 gezeigten Schneidwerkzeuges veranschaulicht.
Die Schaft 2 des Schneidwerkzeugs 1 wird aus einem festen Material (z. B. gehärtetem Stahl) erzeugt und besitzt ein inneres von oben nach unten verlaufendes abgestuftes zylindrisches Loch, wobei dieses Loch sich streng auf der Achse des Schneidwerkzeugs 1 befindet, wobei der zylindrische Teil der Schaft 2 des Schneidwerkzeugs 1 das maßgebende Element für die Achse des Schneidwerkzeugs 1 darstellt. Im unteren Bereich der Schaft 2 befindet sich eine innere Aussparung. Die Wände der Schaft 2 werden mit senkrecht zur Achse der Schaft 2 verlaufendem mindestens einem Paar zylindrischen gegen einander liegenden Löcher La–Lb versehen.
Die Schaft 2 des Schneidwerkzeugs 1 kann in mehreren Ausführungen erzeugt werden. Unverändert bleibt nur der obere Teil der Schaft 2, der im Spannfutter 191 einer Maschine 19 eingespannt wird. Dieser Teil der Schaft 2 wird zylindrisch hergestellt.
Die Unterschied zwischen den Ausführungen besteht darin, dass der Körper der Schaft 2 des Schneidwerkzeugs 1 mehr oder weniger abgenommen ist, so dass die Gabelstange 3 und der Meißel 4 voll oder teilweise mit der Schaft 2 des Schneidwerkzeugs 1 umschlossen sind (ausgenommen den Spalt, durch den der Meißel 4 während des Arbeitsprozesses aus der Schaft 2 hinaus kommt. Dieser Spalt ist in allen Ausführungen vorhanden). Es wird so viel Material von Körper der Schaft 2 abgenommen, dass die Schaft 2 ihre Aufgabe als Führung und Stütze des Meißels 4 und der Gabelstange 3 erfüllen kann und gleichzeitig zwischen der äußeren Oberfläche der Schaft 2 und der Innenwand des Lochs des Werkstücks 20 genug Platz für den während des Arbeitsprozesses entstehenden Spann vorhanden ist.
In solcher Ausführung, in der der Meißel 4 und die Gabelstange 3 nicht voll mit der Schaft 2 umschlossen sind, enden sich die Teile der Schaft 2 oberhalb der unteren Oberfläche des Meißels 4, damit die Späne zwischen dem Meißel 4 und den inneren Oberflächen der Schaft 2 nicht eindringen können. (3)
In solcher Ausführung, in der der Meißel 4 und die Gabelstange 3 voll mit der Schaft 2 umschlossen sind, kann die untere Stirnfläche der Schaft 2 mit einem Deckel 5 versehen werden. Der Deckel 5 verhindert das Eindringen von Späne hinein in die Schaft 2.
Die obere Oberfläche des Deckels 5 wird mit einer Nut 51 versehen, wobei ein Teil der unteren Oberfläche des Meißels 4 und die Teile den seitlichen Oberflächen des Meißels 4 die Innenwände der Nut 51 ständig berühren, so dass die Bewegung des Meißels 4 in seiner Bahn stattfinden kann und gleichzeitig kein Spalt zwischen dem Meißel 4 und dem Deckel 5 vorhanden ist, was das Gelangen von Späne hinein in die Schaft 2 zwischen dem Meißel 4 und dem Deckel 5 verhindert. Der Deckel 5 wird zur Schaft 2 mit Hilfe von Gewindeschrauben befestigt. Beim Bedarf wird die obere Oberfläche des Deckels 5 mit der Aussparung 52 für den hinteren Teil des Meißels 4 versehen. (1, 2)
Da während des Arbeitsprozesses ein Spalt zwischen dem Meißel 4 und der Schaft 2 oberhalb des Meißels 4 entsteht, können die Späne in die Schaft 2 des Schneidwerkzeugs 1 eindringen. Um das zu verhindern, wird das Schneidwerkzeug 1 mit einem beugbaren Schirm 6, der diesen Spalt abschirmt, ausgerüstet. (1, 2)
Als Schirm 6 wird ein Streifen aus Kunststofffaser (wie z. B. Dyneema, Aramid, Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff) oder ein aus mehreren mit einander verbundenen Glieder bestehendes Metallband oder ein aus einem Glied bestehendes Metallband verwendet.
Der Schirm 6 wird mit einem Ende zum Meißel 4 und mit anderem Ende zur Schaft 2 des Schneidwerkzeugs 1 befestigt, wobei die Befestigungsstelle des Schirms 6 zum Meißel 4 sich, in der vertikalen Ebene gesehen, unter dem zylindrischen Loch des Meißels 4, durch das der Stift 7 verläuft, befindet (2), wobei der Schirm 6 die gleiche Breite wie die Stärke des Meißels 4 aufweist, sich zwischen den die Führung des Meißels 4 bildenden Oberflächen der Schaft 2 befindet und mit diesen Oberflächen in Berührung kommt, wobei diese Berührung die Beweglichkeit des Schirms 6 nicht einschränkt. Die Befestigung des Schirms 6 zum Meißel 4 und zur Schaft 2 erfolgt mittels Stiften 61.
Als der Meißel 4 um seine Achse schwenkend zum Einsatz kommt, strömen die Späne in den Raum zwischen den die Führung des Meißels 4 bildenden Oberflächen der Schaft 2 und dem sich beugenden Schirm 6. Als die Erzeugung des hohlen Raums im Werkstück 20 beendet ist, kommt der Meißel 4 in seine Ausgangsposition in die Schaft 2 des Schneidwerkzeugs 1 hinein, der Schirm 6 richtet sich auf und stößt die Späne aus der Schaft 2 des Schneidwerkzeugs 1 hinaus. Um der Schirm 6 sich in die Innere der Schaft 2 und nicht nach draußen zu beugen, wird mindestens ein Begrenzer 8 verwendet, der zur Schaft 2 des Schneidwerkzeugs 1 im Bereich des Schirms 6 befestigt wird, wobei der Begrenzer 8 so eingerichtet wird, dass er die Bewegung des Meißels 4 nicht einschränkt.
Wenn der Meißel 4 ausgewechselt werden muss oder das Schneidwerkzeug 1 auseinander gebaut wird, wird ein Ende des Schirms 6 entweder vom Meißel 4 oder von der Schaft 2 getrennt und bei Einstellung des neuen Meißels 4 bzw. Zusammenbau des Schneidwerkzeugs 1 wieder angeschlossen.
Der Körper der Schaft 2 wird auf einer solchen Länge abgenommen, die größer als die Höhe des Werkstücks 20 ist, damit die während des Arbeitsprozesses bereits entstandene Späne von neu entstehenden Spänen nach oben und aus dem Loch des Werkstücks 20 hinaus gestoßen werden können bzw., damit die während des Arbeitsprozesses entstehende lange Späne aus dem Loch des Werkstücks 20 hinaus kommen können.
Die innere Aussparung in der Schaft 2 weist die rechteckigen Innenflächen auf und dient für die Aufnahme des Meißels 4 und Gabeln 31, 32 der Gabelstange 3. Die Innenflächen der inneren Aussparung in der Schaft 2 bilden die eigentliche Führung für die Gabeln 31, 32 der Gabelstange 3 und den Meißel 4.
Die Schaft 2 des Schneidwerkzeugs 1 dient als Führung des Meißels 4 in dem Sinn, dass der Meißel 4 sich zwischen den inneren Oberflächen der Aussparung der Schaft 2 um eine Achse schwenkend bewegt, wobei die seitlichen Oberflächen des Meißels 4 die inneren Oberflächen der Aussparung der Schaft 2 ständig berühren, wobei diese Berührung die Bewegung des Meißels 4 nicht stört. Während das Schneidwerkzeug 1 rotiert und der Meißel 4 in ein festes Material eindringt, stützt er sich auf die seine Führung bildenden Oberflächen der Aussparung in der Schaft 2.
Die Schaft 2 des Schneidwerkzeugs 1 dient als Führung der Gabelstange 3 in dem Sinn, dass der zylindrische Teil der Gabelstange 3 sich im zylindrischen Loch im Inneren der Schaft 2 und die Gabeln 31, 32 der Gabelstange 3 sich zwischen den inneren Oberflächen der Aussparung der Schaft 2 bewegen. Da mit Hilfe der Gabelstange 3 der Druck gegen den in ein festes Material eindringenden Meißel 4 verübt wird, wobei der Meißel 4 die Gabelstange 3, besonders ihre Gabeln 31, 32, in die gegen gesetzte Richtung drücken strebt, muss die Gabelstange 3 von einem Teil der Schaft 2 gestützt werden.
Der obere Teil des zylindrischen Lochs im Inneren der Schaft 2, der das größere Durchmesser aufweist, dient für Aufnahme von Druckfeder 9 sowie für Aufnahme und als Führung des Aufsatzes 10.
Das Paar von gegen einander liegenden Löcher La–Lb in der Schaft 2 dient für die Aufnahme und Befestigung vom zylindrischen Stift 7, auf den der Meißel 4 angebracht wird.
In der Ausführung, in der die Gabeln 31, 32 der Gabelstange 3 völlig mit der Schaft 2 verschlossen sind, kann noch ein Paar von senkrecht zur Achse der Schaft 2 verlaufenden gegen einander liegenden Löcher Lc–Ld in der Schaft 2 erzeugt werden. Dieses Paar von gegen einander liegenden Löcher Lc–Ld in der Schaft 2 dient für das Herausnehmen und das Einführen des Stiftes 11, wenn der Meißel 4 ausgewechselt werden muss.
Das Paar von gegen einander liegenden Löcher Lc–Ld wird in der Schaft 2 so eingerichtet, dass es mit den Löcher der Gabeln 31, 32 und dementsprechend mit dem Stift 11 nur dann korrespondiert, wenn die Gabelstange 3 sich in ihrer oberen Position befindet, was der entspannten Lage der Feder 9 entspricht.
Um die Späne während des Arbeitsprozesses in dieses Paar Löcher Lc–Ld und eventuell in die Schaft 2 des Schneidwerkzeugs 1 hinein nicht eindringen zu können, können diese Löcher mit den Stöpsel verschlossen sein, wobei die inneren Stirnflächen der Stöpsel die Bewegung der Gabeln 31, 32 der Gabelstange 3 nicht stören und die äußeren Stirnflächen der Stöpsel die Innenwände des Werkstücks 20 nicht berühren.
Auf das Paar von gegen einander liegenden Löcher Lc–Ld in der Schaft 2 kann überhaupt verzichtet werden. In diesem Fall wird das ganze Schneidwerkzeug 1 auseinander gebaut, wenn der Meißel 4 ausgewechselt werden muss.
Der Stift 7 dient als Achse des Meißels 4, wobei der Stift 7 in der Schaft 2 unbeweglich befestigt wird und der Meißel 4 auf dem Stift 7 schwenkbar angeordnet wird.
Das zylindrische Loch im Meißel 4, durch das der Stift 7 eingeführt wird, korrespondiert mit dem Paar von gegen einander liegenden Löcher La–Lb.
Ein Loch La, Lb oder beide Löcher La–Lb dieses Paares können mit dem Gewinde versehen werden, so dass eine unbewegliche Befestigung des Stiftes 7 in der Schaft 2 gewährleistet wird, wobei der Stift 7 teilweise mit dem Gewinde versehen wird. Der Teil des Stiftes 7, der sich im zylindrischen Loch des Meißels 4 befindet, weist kein Gewinde auf. Eine Stirnfläche des Stiftes 7 wird mit einem Profil für Schraubwerkzeug versehen.
Der Stift 11 dient als das Betätigungselement des Meißels 4, wobei der Stift 11 in den Gabeln 31, 32 unbeweglich befestigt wird und sich im Längsloch LL des Meißels 4 befindet, wobei der Meißel 4 auf dem Stift 11 bewegbar ist. Die Stirnflächen des Stiftes 11 befinden sich am weitesten auf den gleichen Ebenen mit den äußeren Oberflächen der Gabeln 31, 32 der Gabelstange 3, um die Bewegungen der Gabelstange 3 in ihrer Führung nicht zu stören.
Entweder ein oder die beiden Löcher der Gabeln 31, 32 können mit Gewinde versehen werden, in das der Stift 11 eingeschraubt wird, so dass der Stift 11 während der Rotation des Schneidwerkzeugs 1 unbeweglich bleibt. Der Stift 11 wird teilweise mit Gewinde versehen, das mit Gewinde des Gewindelochs bzw. der Gewindelöcher in Gabel 31 oder 32 bzw. Gabeln 31 und 32 übereinander stimmt. Der Teil des Stiftes 11, der sich im Längsloch LL des Meißels 4 befindet, weist kein Gewinde auf. Eine Stirnfläche des Stiftes 11 wird mit einem Profil für Schraubwerkzeug versehen.
Beim Auswechseln des Meißels 4 werden die Stifte 7 und 11 mit Hilfe von einem Schraubwerkzeug ausgeschraubt und dann mit Hilfe von einem durch die Löcher La oder Lb und Lc oder Ld eingesteckten Werkzeug bzw. einem Stück Draht aus der Schaft 2 hinaus gestoßen; bzw. so weit ausgestoßen, dass sie mit anderen Werkzeugen oder von Hand aus der Schaft 2 herausgenommen werden können.
Der Schirm 6 wird beim Auswechseln des Meißels 4 demontiert und als ein neuer Meißel 4 auf seinen Platz gebracht ist, wieder auf seine Stelle gebracht.
Eine weitere Möglichkeit, die Stifte 7 und 11 in der Schaft 2 und in den Gabeln 31, 32 unbeweglich zu befestigen, ist die kalte Einpressung der Stifte 7 und 11 in das Paar von Löcher La–Lb und in die Löcher der Gabeln 31, 32, wobei diese Löcher kein Gewinde aufweisen. In den beigefügten Zeichnungen (1 bis 4) wird die Befestigung der Stifte 7 und 11 in diesem Verfahren dargestellt.
Beim Auswechseln des Meißels 4 werden die Stifte 7 und 11 in einem gewöhnlichen Verfahren aus den Löcher herausgeholt und als ein neuer Meißel 4 auf seinen Platz gebracht ist, wieder eingepresst.
Bei dem Zusammenbau des Schneidwerkzeugs 1 wird der Meißel 4 zwischen den Gabeln 31, 32 der Gabelstange 3 platziert und der Stift 11 in den Löcher der Gabeln 31, 32 befestigt, wobei der Stift 11 durch das Längsloch LL im Meißel 4 verläuft. Dann wird die Gabelstange 3 mit dem Meißel 4 in die Schaft 2 des Schneidwerkzeugs 1 von unten eingeführt bis das zylindrische Loch im Meißel 4 mit den Löcher La–Lb in der Schaft 2 miteinander stimmen. Dann wird der Stift 7 in den Löcher La–Lb befestigt, wobei der Stift 7 durch das zylindrische Loch im Meißel 4 verläuft. Dann wird in die Schaft 2 von oben eine Druckfeder 9 eingelegt und der Aufsatz 10 an die Gabelstange 3 angeschraubt.
Die Gewindeverbindung zwischen dem Aufsatz 10 und der Gabelstange 3 ermöglicht beim Bedarf den Ausbau des ganzen Schneidwerkzeugs 1.
Der Schirm 6 und der Begrenzer 8 werden während des Zusammenbaus des Schneidwerkzeugs 1 auf ihre Plätze gebracht.
Da die Gabelstange 3 mit zu ihr festgeschraubtem Aufsatz 10 während des Betriebs des Schneidwerkzeugs 1 zusammen mit dem Schneidwerkzeug 1 rotiert und gegen den Aufsatz 10 der Druck verübt wird, werden die Gewinde der Gabelstange 3 und des Aufsatzes 10 mit solcher Drehrichtung verwendet, dass der Aufsatz 10 sich während der Rotation des Schneidwerkzeugs 1 nicht lösen kann.
Der untere Rand des Aufsatzes 10 ist abgerundet, damit er in seiner Führung reibungslos nach unten gleiten kann.
Der Aufsatz 10 wird mit einer mit ihm fest verbundenen Auflage 101 versehen. Die nach oben gerichtete Oberfläche der Auflage 101 wird halbkreisförmig hergestellt, damit die Zentrierung der von oben kommenden Stange 12 gewährleistet ist. Der obere Rand der Auflage 101 ist abgerundet, damit der Aufsatz 10 mit der Auflage 101 während sich die Feder 9 entspannt in seiner Führung reibungslos nach oben gleiten kann.
Die Stange 12 verfügt über eine mit ihr fest verbundene Auflage 121. Die nach unten gerichtete Oberfläche der Auflage 121 wird halbkreisförmig hergestellt, damit die Zentrierung der Stange 12 bezüglich des Aufsatzes 10 gewährleistet ist.
Da während des Arbeitsprozesses die nicht rotierende oder nur wenig rotierende Stange 12 gegen den relativ schnell rotierenden Aufsatz 10 drückt, entsteht die Gefahr, dass diese beiden Teile sich wegen der zwischen ihnen entstehenden Reibung so stark erwärmen, dass sie beschädigt werden. Um das zu verhindern, werden eigentlich der Aufsatz 10 und die Stange 12 mit je einer Auflage 101 und 121 versehen.
Die Auflagen 101 und 121 werden aus einem Druck und Temperatur widerstandsfähigen Material hergestellt. Als Material für die Auflagen 101 und 121 kann Keramik, Metallkeramik oder ähnliche bereits bekannte und für solche Zwecken geeigneten Materialien verwendet werden.
Das Schneidwerkzeug 1 wird im Spannfutter 191 einer für die Zerspanungsbearbeitung von festen Materialien geeigneten Maschine 19 eingespannt. Die dazu verwendete Maschine 19 soll eine rohrartige Spindel 192 und ein hohles Spannfutter 191 besitzen, damit die Stange 12 durch die Spindel 192 und das Spannfutter 191 zum Aufsatz 10 gelangen kann.
In der Spindel 192 der Maschine 19 befindet sich eine röhrenförmige Führung 193 der Stange 12. Die Führung 193 wird zum Gehäuse der Maschine 19 befestigt, mit den inneren Oberflächen der Spindel 192 und des Spannfutters 191 sowie mit dem Schneidwerkzeug 1 nicht in Berührung kommt und keine eigene Rotation besitzt.
Die Maschine 19 wird mit einer bereits bekannten Druckvorrichtung 21 ausgerüstet, die die Stange 12 nach unten mit Druck bewegen kann. Die Druckvorrichtung 21 wird zum Gehäuse der Maschine 19 befestigt.
Als Druckvorrichtung 21 kann eine Presse oder ein Hebel verwendet werden. Nach der Verübung des Drucks ist das drückende Teil 211 der Druckvorrichtung 21 in die Ausgangsposition nach oben bewegbar. Als dazu geeignete Maschine 19 kann eine Fräsmaschine in Betracht kommen, wobei die Druckvorrichtung 21 auf dem Kopf der Fräsmaschine eingerichtet ist, damit die Druckvorrichtung 21 mit dem Kopf dieser Maschine bewegbar ist, so dass ein hohler Raum nicht nur in der horizontalen Ebene, sondern auch in einem beliebigen Winkel in einem Werkstück 20 erzeugt werden kann. Der hohle Raum kann auch in einem beliebigen Winkel erzeugt werden, wenn das Werkstück 20 auf der Arbeitsfläche der Maschine 19 unter einem Winkel befestigt wird und die Spindel 192 der Maschine 19 senkrecht zur Arbeitsfläche der Maschine 19 steht.
Da während der Rotation des Schneidwerkzeugs 1 der Aufsatz 10 zusammen mit dem Schneidwerkzeug 1 rotiert und die Stange 12 mit dem Aufsatz 10 in Berührung kommt, wird sich das Drehmoment des Aufsatzes 10 auf die Stange 12 übertragen, was zu unregelmäßigen Drehungen der Stange 12 und dementsprechend zu ihrer schneller Ausarbeitung führen kann. Um die unregelmäßige Drehung der Stange 12 zu verhindern, kommt die Stange 12 entweder nur während des Arbeitsprozesses mit dem Druck erzeugenden Teil 211 der Druckvorrichtung 21 in Kopplung oder wird mit ihm stets fest verbunden.
Um die Kopplung dieser beiden Teile zu gewährleisten, kann z. B. der obere äußere Teil der Stange 12, der mit dem drückenden Teil 211 der Druckvorrichtung 21 in Berührung kommt, eckige Form aufweisen, und der Teil des drückenden Teils 211 der Druckvorrichtung 21, der mit der Stange 12 in Berührung kommt, eine innere gleich eckige Vertiefung aufweist, so dass diese beiden eckigen Oberflächen mit einander zusammen stimmen.
Die Befestigung der Stange 12 im drückenden Teil 211 der Druckvorrichtung 21 kann z. B. mit mindestens einer Gewindeschraube erfolgen.
Wenn z. B. eine Schraubenpresse als Druckvorrichtung 21 verwendet wird und die Stange 12 mit dem Druck erzeugenden sowie rotierenden Teil 211 der Druckvorrichtung 21 fest verbunden oder gekoppelt ist, besitzt die Stange 12 eigene, jedoch regelmäßige und durchaus geringe, Rotation.
Ein mit einem bereits vorgefertigten Loch Werkstück 20 wird auf einer für die Befestigung von Werkstücken geeigneten und/oder für die Befestigung von Werkstücken mit spezieller Ausrüstung (z. B. Schraubstock) versehenen Arbeitsfläche der Maschine 19 befestigt. Dann werden das bereits rotierende oder nicht rotierende Schneidwerkzeug 1 mit hinein geschobenem Meißel 4 (die Gabelstange 3 befindet sich in ihrer oberen Position) und das Werkstück 20 zusammengeführt, wobei das Schneidwerkzeug 1 in das Loch des Werkstücks 20 kommt. Als das Schneidwerkzeug 1 eine nötige Tiefe erreicht, wird die Zusammenführung des Schneidwerkzeugs 1 und des Werkstücks 20 gestoppt und das Schneidwerkzeug 1 bleibt während des ganzen Arbeitsganges auf dieser Tiefe. Die Zusammenführung des Schneidwerkzeugs 1 und des Werkstücks 20 erfolgt mit Hilfe von sinkender Spindel 192 oder steigender Arbeitsfläche der Maschine 19.
Im Fall der sinkenden Spindel 192 wird entweder die Reichweite des drückenden Teils 211 der Druckvorrichtung 21 oder die Länge der Stange 12 gewährleistet, damit die Stange 12 ihren vollen Gang erreichen kann.
Als das Schneidwerkzeug 1 zur Rotation gebracht ist und sich auf einer nötigen Tiefe befindet, drückt die Druckvorrichtung 21 die Stange 12 nach unten, die Stange 12 drückt gegen den Aufsatz 10 und bewegt die Gabelstange 3 nach unten. Der in Gabelstange 3 befestigte Stift 11 gleitet mit ständigem Druck im Längsloch LL des Meißels 4 und bewegt den Meißel 4 um den als die Achse des Meißels 4 verwendeten Stift 7. Der Meißel 4 dringt in das Werkstück 20 ein und erzeugt in ihm einen hohlen Raum. Während dieses Arbeitsganges drückt sich die Feder 9 zusammen.
Um die unnötige Reibung zwischen der Schaft 2 des Schneidwerkzeugs 1 und der Innenwand des Lochs des Werkstücks 20 zu vermeiden, wird das Schneidwerkzeug 1 im Loch des Werkstücks 20 so platziert, dass es die Wände des Lochs nicht berührt.
Um das Schneidwerkzeug 1 während des Arbeitsprozesses zu kühlen, wird ein gewöhnliches, bei der Zerspanungsbearbeitung verwendetes Kühlmittel eingesetzt.
Im Fall, wenn die Stange 12 mit dem drückenden Teil 211 der Druckvorrichtung 21 fest verbunden ist, wird die Stange 12 nach der Erzeugung des hohlen Raums im Werkstück 20 von dem Teil 211 der Druckvorrichtung 21, das diese Stange 12 nach unten bewegte, nach oben geführt. Die Feder 9 entspannt sich und stößt die Gabelstange 3 nach oben, und der Meißel 4 mittels des Stiftes 11 um als seine Achse verwendeten Stift 7 schwenkend in die Schaft 2 des Schneidwerkzeugs 1 eingezogen wird.
Oder, nach der Erzeugung des hohlen Raums im Werkstück 20 nur das drückende Teil 211 der Druckvorrichtung 21 nach oben geführt wird, das die Stange 12 nach unten bewegte. Das erfolgt in dem Fall, wenn die Stange mit dem Teil 211 der Druckvorrichtung 21 nur gekoppelt ist. Die lose Stange 12 wird nach oben von der Gabelstange 3 gestoßen, die ihrerseits von der sich entspannenden Feder 9 nach oben bewegt wird, und der Meißel 4 mittels des Stiftes 11 um als seine Achse verwendeten Stift 7 schwenkend in die Schaft 2 des Schneidwerkzeugs 1 eingezogen wird.
Die Form des hohlen Raums hängt von der Form des Meißels und/oder von der Tiefe des Eindringen des Meißels in das Werkstück ab.
Der Meißel 4 wird aus einem festen Material (z. B. Stahl) erzeugt und besitzt eine Auflage 41 aus einem harten Material wie z. B. Hartmetall, Diamant oder ähnlichen bereits bekannten und für solche Zwecken geeigneten Materialien, wobei die seitlichen Oberflächen der Auflage 41 in den gleichen Ebenen mit den seitlichen Oberflächen des Meißels 4 liegen.
Der Meißel 4 hat solche Größe und Form, dass seine seitlichen Oberflächen ständig die inneren Oberflächen der Schaft 2, die als Führung des Meißels 4 dienen, berührt, damit während des Arbeitsprozesses entstehende Späne nicht zwischen dem Meißel 4 und den die seine Führung bildenden Oberflächen der Schaft 2 gelangen können, was dazu führen kann, dass der Meißel 4 von den Späne verkeilt wird und nach Beendigung des Arbeitsprozesses nicht in die Schaft 2 des Schneidwerkzeugs 1 eingezogen werden wird.
Da die untere Oberfläche des Meißels 4 sich ständig mit der oberen Oberfläche der Nut 51 des Deckels 5 in Berührung befinden muss, weist der Teil des Meißels 4 von Punkt B bis Punkt C, der mit der oberen Oberfläche der Nut 51 des Deckels 5 in Berührung befindet, ein Segment eines Kreises auf, wobei der Mittelpunkt dieses Kreises im Zentrum des zylindrischen Lochs des Meißels 4, das für die Einführung des als Achse des Meißels 4 verwendeten Stiftes 7 dient, liegt. Der Teil des Meißels 4 von Punkt A bis Punkt B, der mit der oberen Oberfläche der Nut 51 des Deckels 5 nicht in Berührung kommt, weist eine gerade Fläche auf. (1A)
Die Auflage 41 des Meißels 4 kann mit einer glatten Oberfläche hergestellt werden oder mit mindestens einer Rille versehen werden.
Als die ganze Oberfläche einer glatten Auflage 41 zum Einsatz kommt, wird ein band- bzw. streifenförmiger Spann (abhängig von Material bzw. von Sorte des Materials abgenommen, der mit seiner breiten Oberfläche den Spalt zwischen dem Schneidwerkzeug 1 und der Innenwand des Lochs des Werkstücks 20 verstopfen kann. Die Rille bzw. Rillen in der Auflage 41 sollen den breiten streifenartigen Spann in mehrere dünnere Streifen teilen, so dass diese Verstopfung verhindert werden kann.
Das Schneidwerkzeug 1 kann nicht nur mit einem, sondern mit mehreren Meißel 4 ausgerüstet werden sein, damit in einem Arbeitsgang mehrere hohle Räume in einem Werkstück 20 gleichzeitig erzeugt werden können. Dazu werden die Schaft 2 des Schneidwerkzeugs 1 und die Gabeln 31, 32 der Gabelstange 3 verlängert.
Die Schaft 2 wird mit den weiteren Paaren von senkrecht zur Achse der Schaft 2 verlaufenden zylindrischen gegen einander liegenden Löcher versehen, die für die Aufnahme von den als Achsen der weiteren Meißel 4 verwendeten Stifte 7 dienen.
Die Schaft 2 kann beim Bedarf abhängig von Ausführung mit den weiteren Paaren von senkrecht zur Achse der Schaft 2 verlaufenden zylindrischen gegen einander liegenden Löcher versehen werden, die für das Herausnehmen und das Einführen der Stifte 11, wenn die Meißel 4 ausgewechselt werden müssen, dienen.
Die Gabeln 31, 32 werden mit weiteren gegen einander liegenden Löcher für die Stifte 11 versehen, die für Betätigung der weiteren Meißel 4 verantwortlich sind. Die Meißel 4 können gleiche oder verschiedene Formen des schneidenden Teils aufweisen.
Das Schneidwerkzeug 1 mit mehreren Meißel 4 funktioniert auf die gleiche Art und Weise wie das bereits beschriebene Schneidwerkzeug 1 mit einem Meißel 4. (4)
Nach dem Herausnehmen des Schneidwerkzeugs 1 werden die Späne aus dem hohlen Raum mit Hilfe von gewöhnlichen, bereits bekannten Verfahren und Ausrüstungen entfernt.
Um die Späne 18 aus dem hohlen Raum eines aus Magnet empfindlichem Material hergestellten Werkstücks 20 zu entfernen, kann eine Vorrichtung 13 eingesetzt werden. (5)
Diese Vorrichtung 13 besteht aus einem elektrischen oder konventionellen Magnet 14, das zu einem Gehäuse 15 befestigt wird, einem Aufsatz 16 und (abhängig von Betriebsweise) mindestens drei Stützen 17. Wenn die Vorrichtung 13 mit drei Stützen 17 benutzt wird, stehen die Stützen 17 im Winkel von 120° zu einander.
Das Magnet 14 hat Form eines Stiftes und wird auf seinem unteren Ende mit einem Aufsatz 16 aus einem nicht magnetischen Material ausgerüstet. Der Aufsatz 16 erlaubt es, die Vorrichtung 13 ohne Verübung der Kraft von dem Boden eines blinden Lochs zu trennen. Der Magnetstift 14 wird zu einem Gehäuse 15 befestigt. Als die Stützen 17 können die Blattfeder verwendet werden, die mit einem Ende zum Gehäuse 15 befestigt sind und das andere Ende bei Einführung der Vorrichtung 13 in das Loch auf der Oberfläche des Gehäuses 15 gleitet während die Stützen 17 sich aufrichten. Die Stützen 17 stützen sich auf die Wände des Lochs, so dass der Magnetstift 14 nicht zu den Wänden des Lochs eingezogen werden kann. Dank der Federung der Stützen 17 kann diese Vorrichtung 13 in einer Reihe von Löcher eingesetzt werden, die verschiedene Durchmesser aufweisen.
Um die Späne 18 aus dem hohlen Raum eines Werkstücks 20 zu entfernen, wird die Vorrichtung 13 in das Loch des Werkstücks 20 so eingeführt, dass der Magnetstift 14 den hohlen Raum des Werkstücks 20 erreicht, wobei die Stützen 17 an den Wänden des Lochs gleiten.
Wenn ein elektrischer Magnetstift 14 benutzt wird, wird das Magnet nach dem Erreichen des hohlen Raums des Werkstücks 20 angeschaltet und die Späne 18 haften sich an den Magnetstift 14. Dann wird die Vorrichtung 13 aus dem Loch des Werkstücks 20 herausgeholt. Dann wird entweder die Vorrichtung 13 von dem Werkstück 20 oder das Werkstück 20 von der Vorrichtung 13 weg gebracht, damit die vom Magnetstift 14 fallende Späne 18 nicht wieder in das Loch des Werkstücks 20 gelangen. Dann wird die elektrische Ladung des Magnetstiftes 14 ausgeschaltet und die Späne 18 fallen vom Magnetstift 14.
Die Vorrichtung 13 mit dem konventionellen Magnetstift 14 wird auf die gleiche Weise verwendet, braucht aber keine Elektrizität. Die Späne 18 werden vom Magnetstift 14 in einem bereits bekannten Verfahren entfernt, z. B. mittels Pressluft und/oder einer Bürste.
Die Einführung und das Herausnehmen der Vorrichtung 13 in bzw. aus Werkstück 20 erfolgt entweder von Hand oder mittels eines bereits bekannten elektrisch betriebenen Mechanismus, der die nötigen Bewegungen der Vorrichtung 13 gewährleisten kann.
Wird die Vorrichtung 13 von einem Mechanismus betrieben, fällt das Bedürfnis in den Stützen 17 aus, da die Vorrichtung 13 im Mechanismus festgehalten wird und zu den Wänden des Lochs nicht eingezogen werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Schneidwerkzeug
2: Schaft
3: Gabelstange
31: Gabel
32: Gabel
4: Meißel
41: Auflage
5: Deckel
51: Nut
52: Aussparung
6: Schirm
61: Stift
7: Stift
8: Begrenzer
9: Druckfeder
10: Aufsatz
101: Auflage
11: Stift
12: Stange
121: Auflage
13: Vorrichtung
14: Magnet
15: Gehäuse
16: Aufsatz
17: Stütze
18: Span
19: Maschine
191: Spannfutter
192: Spindel
193: Führung
20: Werkstück
21: Druckvorrichtung
211: Das drückende Teil der Druckvorrichtung 21
La–Lb: Paar zylindrischen gegen einander liegenden Löcher
Lc–Ld: Paar zylindrischen gegen einander liegenden Löcher
LL: Längsloch im Meißel 4
R: Radius (in Beschreibung nicht erwähnt)

Claims

Schneidwerkzeug (1) zur Erzeugung hohlen Raums in festen Materialien, umfassend einen Schaft (2) mit einer Ausnehmung zur Aufnahme und Führung einer Gabelstange (3) und einen an der Gabelstange befestigten und durch Verschieben der Gabelstange relativ zum Schaft von einer Einführposition in eine Arbeitsposition verschwenkbaren Meißel (4) zum Hinterschneiden einer Bohrung, dadurch gekennzeichnet, dass ein biegsamer Schirm (6) zur Abschirmung eines zwischen dem Meißel (4) und dem Schaft (2) in der Arbeitsposition entstehenden Spaltes gegen das Eindringen von beim Hinterschneiden anfallenden Spänen vorgesehen ist.
Schneidwerkzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schirm (6) ein Streifen aus Kunststoff ist.
Schneidwerkzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schirm (6) ein Metallband ist.
Schneidwerkzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei sich der Schirm (6) beim Schwenken des Meißels (4) von der Einführposition in die Arbeitsposition beugt, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (8) vorgesehen sind, um sicherzustellen, dass sich der Schirm beim Verschwenken beugt.
Schneidwerkzeug (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Sicherstellung der Beugung wenigstens einen Begrenzer (8) umfassen, der am Schaft (2) des Schneidwerkzeugs (1) im Bereich des Schirms (6) befestigt und so eingerichtet wird, dass er die Bewegung des Meißels (4) nicht einschränkt.
Schneidwerkzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schirm an einem Ende am Meißel (4) und an seinem gegenüberliegenden Ende am Schaft (2) des Schneidwerkzeugs (1) befestigt ist.
Schneidwerkzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schirm (6) eine Breite aufweist, die der Dicke des Meißels (4) entspricht.
Schneidwerkzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper des Schaftes (2) die Gabelstange (3) und den Meißel (4) mit Ausnahme eines Spaltes, aus dem der Meißel (4) beim Schwenken in die Arbeitsposition seitlich aus dem Schaft (2) hinaustreten kann, voll umschließt.
Schneidwerkzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper des Schaftes (2) die Gabelstange (3) und den Meißel (4) mit Ausnahme eines Spaltes, aus dem der Meißel (4) beim Schwenken in die Arbeitsposition seitlich aus dem Schaft (2) hinaustreten, partiell umschließt.
Schneidwerkzeug (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die vom meißelseitigen Ende des Schneidwerkzeugs gesehen untere Stirnfläche des Schaftes (2) mit einem Deckel (5) versehen ist.
Schneidwerkzeug (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Meißel gewandte Oberfläche des Deckels (5) mit einer Nut (51) versehen ist, die als Führung für den Meißel dient.
Schneidwerkzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass im Schaft (2) eine zylindrische Bohrung mit Abschnitten wenigstens zweier unterschiedlicher Durchmesser vorgesehen ist, von denen ein Abschnitt mit kleinerem Durchmesser zur Führung der Gabelstange (3) dient und von denen ein Abschnitt mit größerem Durchmesser zur Aufnahme einer Druckfeder (9) und zur Aufnahme und Führung eines Aufsatzes (10) dient.
Schneidwerkzeug (1) nach Anspruch 12, ferner umfassend eine Stange (12) mit einer fest damit verbundenen Auflage (121), dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage (121) im bestimmungsgemäßen Montagezustand des Schneidwerkzeugs mit dem Aufsatz (10) direkt oder indirekt kooperiert und eine dem Aufsatz (10) zugewandte konvex zum Aufsatz gewölbte Oberfläche besitzt.
Schneidwerkzeug (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufsatz (10) und die Stange (12) mit je einer Auflage (101; 121) versehen sind.
Schneidwerkzeug (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagen (101; 121) aus einem gegen Druck und Temperatur widerstandsfähigen Material hergestellt sind.
Schneidwerkzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Meißel (4) aus einem festen Material hergestellt ist und an seiner bei der bestimmungsgemäßen Benutzung spanabhebenden Seite eine Auflage (41) aus einem harten Material besitzt.
Schneidwerkzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass es mehrere Meißel (4) aufweist, die entlang der Achse des Schaftes gesehen an unterschiedlichen Positionen angeordnet sind.