DE102009007041A1 - Werkzeug zur zerspanenden Bearbeitung sowie Verfahren zur zerspanenden Bearbeitung - Google Patents

Werkzeug zur zerspanenden Bearbeitung sowie Verfahren zur zerspanenden Bearbeitung Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Werkzeug zur zerspanenden Bearbeitung eines Werkstücks mit einem bewegbaren Zerspanelement, mit Mitteln zur Erzeugung einer Druckdifferenz und einer Zuführung von Arbeitsfluid sowie ein Verfahren hierzu.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Werkzeug zur zerspanenden Bearbeitung eines Werkstücks mit einem bewegbaren Zerspanelement mit Mitteln zur Erzeugung einer Druckdifferenz und einer Zuführung von Arbeitsfluid sowie ein Verfahren hierzu.
  • Die Bearbeitung von Auslaufzonen oder endseitigen Bereichen von zylindrischen Öffnungen, insbesondere die Erzeugung von Freistichen in endseitigen Bereichen in Tiefbohrungen ist oftmals aus bearbeitungstechnischen und/oder konstruktiven Gründen notwendig.
  • So werden beispielsweise Freistiche aus Fertigungsgründen z. B. als Auslauf für Honwerkzeuge oder aus konstruktiven Gründen z. B. als Dichtungsschutz bei Bohrungsverschneidungen benötigt. Ferner werden Freistiche zur besseren Spannungsverteilung und zur Vermeidung von Spannungsspitzen gesetzt.
  • Gewöhnlich werden Freistiche mittels eines auf einer Drehmaschine eingespannten Drehwerkzeugs gesetzt. Beispielsweise bei tiefen Bohrungen ist jedoch die Erzeugung eines Freistichs mitunter stark erschwert, da die zur Erzeugung des Freistichs in einer Tiefbohrung notwendige Drehstange sehr lang und damit vibrationsanfällig ist sowie ggf. einer Durchbiegung unterliegt. Die erzielbare Genauigkeit ist dementsprechend nicht optimal.
  • Beispielsweise aus der DE 44 18 605 C2 ist ein Werkzeug zur Bearbeitung von zylindrischen Öffnungen, insbesondere von durchgängigen Bohrungen, bekannt. Hierzu sind eine erste Schneideinrichtung und eine zweite Schneideinrichtung vorgesehen, wobei die beiden Schneideinrichtungen Schleifeinrichtungen sind. Mittels einer konischen Hülse kann die Schleifeinrichtung, die eine feinere Körnung als die Schleifeinrichtung aufweist, zur Nachbearbeitung radial nach außen verstellt werden. Hierzu kann die Verschiebemutter, die mit einem Außengewinde auf dem Werkzeugschaft im Eingriff ist zusammen mit der Spannhülse derart auf die Wandung einwirken, dass die Schleifeinrichtung radial verstellt werden kann.
  • Die aus dem Stand der Technik bekannten Vorschläge für Werkzeuge zur Erstellung z. B. von Freistichen in Tiefbohrlöchern sind aufwendig aufgebaut und/oder schwingungsanfällig und daher ungenau.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Werkzeug der eingangs genannten Art in vorteilhafter Weise weiterzubilden, insbesondere dahingehend, dass es einfach aufgebaut ist, hochgenau und sicher betrieben werden kann, kostengünstig in Herstellung und Betrieb ist, die Vibrationsanfälligkeit verringert, Beschädigungen wie Riefen in und um die Bearbeitungsstelle vermieden werden können und insbesondere keine zusätzliche Versorgung oder Energiezufuhr für die Betätigung z. B. eines Zerspanelements notwendig ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Werkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Danach ist vorgesehen, dass ein Werkzeug zur zerspanenden Bearbeitung eines Werkstücks ein bewegbares Zerspanelement, Mittel zur Erzeugung einer Druckdifferenz und eine Zuführung von Arbeitsfluid aufweist, wobei die Mittel zur Erzeugung der Druckdifferenz wenigstens eine Öffnungsminimierung umfassen, wobei die Druckdifferenz durch Durchströmen des Arbeitsfluids durch die Öffnungsminimierung erzeugbar ist und wobei infolge der Druckdifferenz ein Betätigungsmittel zur Betätigung des bewegbaren Zerspanelements ausfahrbar ist.
  • Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass keine zusätzliche Versorgung oder Energiezufuhr für die Betätigung des bewegbaren Zerspanelements notwendig ist.
  • Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den sich an den Hauptanspruch anschließenden Unteransprüchen.
  • Es ist denkbar, dass die Öffnungsminimierung eine Drosselbohrung, ein Spalt und/oder ein Ringspalt ist
  • Es kann weiter vorgesehen sein, dass das Werkzeug ein Werkzeug zur drehenden Bearbeitung einer zumindest teilweise zylinderförmigen Öffnung ein radial bewegbares Zerspanelement und einen zylindrischen Grundkörper aufweist. Der zylindrische Grundkörper weist einen ersten Bereich mit einem ersten Durchmesser und einen zweiten Bereich mit einem zweiten Durchmesser auf, wobei der zweite Durchmesser größer ist als der erste Durchmesser, so dass der Ringspalt zwischen der zylinderförmigen Öffnung und dem Werkzeug im zweiten Bereich geringer ist als im ersten Bereich. Hierdurch wird ein Druckabfall nach dem zweiten Bereich in der zylinderförmigen Öffnung des durch den Ringspalt in die zylinderförmige Öffnung einströmenden Arbeitsfluids erzeugt, wobei in Folge des Druckabfalls ein Betätigungsmittel zur Betätigung des radial bewegbaren Zerspanelements ausfahrbar ist. Beispielsweise ist es dabei möglich, dass das radial bewegbare Zerspanelement in einer ersten Position eingefahren, beispielsweise dabei nicht in radialer Richtung über die äußeren Konturen des Werkzeugs hinausragt. Durch ein oder mehrere Betätigungsmittel kann das Zerspanelement für die Bearbeitung ausgefahren werden, wobei mindestens eine zweite Position vorgesehen ist, in der das Zerspanelement in radialer Richtung über die äußere Kontur des Werkzeugs hinausragt. Grundsätzlich ist dabei jedoch vorstellbar, dass mehrere Arbeitstiefen für das Zerspanelement einstellbar sein können. Insbesondere ergibt sich durch ein derartiges Werkzeug der Vorteil, dass durch ein einfaches Wirkprinzip das Zerspanelement sicher ausgefahren werden kann. Ein derartiges Werkzeug ist kostengünstig herstellbar, da es einfach aufgebaut ist. Von Vorteil ist insbesondere, dass durch die Zuführung des Arbeitsfluids durch den Ringspalt gesonderte Leitungen hierfür entfallen und dass ferner durch die vorteilhafte Gestaltung des Werkzeugs hinsichtlich seiner äußeren Konturen eine einfache Betätigung des radial bewegbaren Zerspanelements möglich wird. Besonders vorteilhaft ist das Ansteuerungsprinzip. Durch z. B. manuelles oder NC-gesteuertes Zu- bzw. Abschalten z. B. einer Arbeitsfluidpumpe wie einer Kühlmittelpumpe kann das z. B. als Schneide ausgeführte Zerspanelement in beliebiger Bohrungstiefe aus- bzw. eingefahren werden. Denkbar ist ferner auch der Einsatz druckgesteuerter Werkzeuge zum Aufbohren einer Bohrung auf der gesamten Länge. Da Einstellmöglichkeiten für den Druck der Arbeitsfluidzuführung mittlerweile auch an Fräs- oder Drehmaschine vorhanden sind, kann ein derartiges Werkzeug auch hier, ggf. mit geringfügigen Änderungen, eingesetzt werden.
  • Ferner ist es denkbar, dass der Grundkörper, der vorzugsweise zylindrisch ausgestaltet ist, eine im Inneren des Grundkörpers befindliche Rückführleitung für das Arbeitsfluid aufweist. Dadurch wird es möglich, auch in sich geschlossene, insbesondere endseitig geschlossene zylindrische Öffnungen bearbeiten zu können. Das durch den Ringspalt vorströmende Arbeitsfluid kann somit beispielsweise direkt auf die zu bearbeitende Stelle am Werkstück geführt werden, dort Späne aufschwemmen und diese durch die Rückfallleitung im Inneren des Grundkörpers des Werkzeugs von der Bearbeitungsstelle wegführen. Von Vorteil ist dabei insbesondere, dass sich Späne nicht auf der Außenseite des Werkzeugs festsetzen und möglicherweise dessen Funktionalität und/oder Lebensdauer beinträchtigen können.
  • Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass das Betätigungsmittel einen Kolben, der mit der Öffnungsminimierung in Fluidverbindung steht, und/oder einen hydraulisch betätigbaren Schwenkhebel umfasst. Beispielsweise kann dabei vorgesehen sein, dass der Kolben mittels einer Bypass-Leitung, die im ersten Bereich des zylindrischen Grundkörpers des Werkzeugs in den dort befindlichen Ringraum austritt, mit dem Ringspalt in Fluidverbindung steht. Hierdurch kann der im ersten Bereich wirkende höhere Druck auf den Kolben wirken, der aufgrund fehlenden bzw. geringeren Drucks im endseitigen Bereich, beispielsweise im Grund einer Sacklochbohrung, ausfahren kann und hierdurch beispielsweise mittels eines hydraulisch betätigbaren Schwenkhebels das radial bewegbare Zerspanelement ausfährt und gegen das Werkstück anstellt. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass mittels der Zuschaltung bzw. der Zuführung des Kühlmittels zugleich auch die Anstellung des Zerspanelements gegen das Werkstück erfolgt. Weiterer Energiequellen bedarf es nicht. Ein Kolben kann ferner parallel, schräg oder quer zu der Werkzeugachse liegen und im oder auf dem Werkzeug z. B. als Ringkolben plaziert sein. Der Kolben kann über eine Bypass-Leitung oder auch direkt bedruckt werden.
  • Grundsätzlich ist denkbar, das Zerspanelement in einer Schwenk- oder Linearbewegung auszufahren. Auch eine kombinierte Schwenk- und Linearbewegung ist denkbar. Nach dem gleichen Prinzip können aussteuerbare Rücksenkwerkzeuge zur Bearbeitung von Durchgangsbohrungen z. B. auf einer Fräsmaschine ausgelegt werden.
  • Außerdem ist möglich, dass das Betätigungsmittel Gummielemente und/oder Membranen umfasst. Durch diese Gummielemente und/oder Membranen kann beispielsweise der Kolben ersetzt werden. Membranen ermöglichen ferner eine indirekte Betätigung des Werkzeugs, die beispielsweise bei einem verschmutzten oder aggressiven Kühlmittel von Vorteil ist.
  • Des weiteren kann vorgesehen sein, dass ein Rückstellmittel zur Rückstellung des radial bewegbaren Zerspanelements vorgesehen ist. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass bei Beendigung der Zuführung des Arbeitsfluids zugleich auch das Zerspanelement zurückgestellt wird, so dass es nicht mehr im Eingriff mit dem Werkstück ist. Hierdurch können Beschädigungen der Oberfläche des Werkstücks wie beispielsweise Riefen oder ähnliches vermieden werden.
  • Bevorzugt wird es, wenn das Rückstellmittel eine Rückstellfeder umfasst und/oder als Rückstellfeder ausgebildet ist. Hierdurch kann eine besonders zuverlässige Rückstellfunktion des Zerspanelements bei Beendigung der Arbeitsfluidzuführung erreicht werden.
  • Darüber hinaus ist möglich, dass das Rückstellmittel Gummielemente und/oder hydraulische und/oder pneumatische Mittel umfasst.
  • Des weiteren ist denkbar, dass Anschlagelemente zur Vorgabe einer maximale Bearbeitungstiefe und/oder -länge und/oder Führungselemente zur Führung des Werkzeugs vorgesehen sind und/oder dass das Arbeitsfluid ein für die Zerspanung geeignetes Kühl- und/oder Spülmittel und/oder Schneidöl umfasst und/oder als solches ausgeführt ist. Mittels der Führungselemente kann verhindert werden, dass beispielsweise aufgrund der angreifenden Kräfte, wie durch Biegung und/oder Torsion, die Bearbeitungsgenauigkeit beeinträchtigt wird. Durch Anschlagelemente, die beispielsweise durch einen Anschlag des das Zerspanelement tragenden Drehhebels gegen einen Anschlag des Grundkörpers des Werkzeugs ausgebildet sein können, kann vorgegeben werden, wie weit das Zerspanelement maximal in ein Werkstück eintauchen darf.
  • Es ist weiter möglich, dass es sich bei der zylinderförmigen Öffnung um eine endseitig geschlossene zylinderförmige Öffnung und/oder um eine Sacklochbohrung und/oder um eine Tiefbohrung handelt und/oder dass das Werkzeug als Freistichwerkzeug ausgeführt ist, insbesondere als ein Freistichwerkzeug für Freistiche bei Tiefbohrlöchern. Bei größeren Bohrungen kann das druckgesteuerte Werkzeug somit vorzugweise als Freistichwerkzeug ausgeführt und in einen Plansenkkopf integriert werden, was beispielsweise bei einem Auflaufwerkzeug, also einem auf den Bohrgrund auflaufenden Werkzeug nicht möglich ist. Dabei können Freistiche vorteilhafterweise in einem Arbeitsgang mit dem Plansenken ohne Mehraufwand erzeugt werden. Insbesondere kann dabei beispielsweise vorgesehen sein, dass das Zerspanelement eine im wesentlichen abgerundete Schneide aufweist. Die Schneide kann aber auch jede andere beliebige Form aufweisen.
  • Des weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur zerspanenden Bearbeitung einer zylinderförmigen Öffnung mit den Merkmalen des Anspruchs 12. Danach ist vorgesehen, dass zur zerspanenden Bearbeitung eines Werkstücks ein Werkzeugs mit einem bewegbaren Zerspanelement mit Mitteln zur Erzeugung einer Druckdifferenz und einer Zuführung von Arbeitsfluid verwendet wird, wobei die Mittel zur Erzeugung der Druckdifferenz wenigstens eine Öffnungsminimierung umfassen, wobei die Druckdifferenz durch Durchströmen des Arbeitsfluids durch die Öffnungsminimierung erzeugbar wird und wobei infolge der Druckdifferenz ein Betätigungsmittel zur Betätigung des bewegbaren Zerspanelements ausgefahren wird.
  • Es ist denkbar, dass die zerspanende Bearbeitung eine drehende Bearbeitung einer zumindest teilweise zylinderförmigen Öffnung mittels eines Werkzeugs mit einem radial bewegbarem Zerspanelement und einem zylindrischen Grundkörper ist, wobei der zylindrische Grundkörper und die zylinderförmige Öffnung einen Ringspalt ausbilden und durch Ringspaltverkleinerung vor der Bearbeitungsstelle ein Druckabfall des durch den Ringspalt einströmenden Arbeitsfluids erzeugt wird und infolge des Druckabfalls das radial bewegbare Zerspanelement ausgefahren wird. Dadurch wird eine einfache und hochgenaue Bearbeitung der zylinderförmigen Öffnung möglich.
  • Es kann vorgesehen sein, dass das Arbeitsfluid ein Bohrspülmittel und/oder ein Schneidöl ist, das im Ringspalt zur Bearbeitungsstelle geführt und/oder dass das Arbeitsfluid im Inneren des Werkzeugs zurückgeführt wird und/oder dass das Zerspanelement nach dem Arbeitsgang durch Abstellen der Zufuhr des Arbeitsfluid automatisch durch Federkraft und/oder pneumatisch und/oder hydraulisch zurückgestellt wird.
  • Bevorzugt ist es, wenn das Verfahren mit einem Werkzeug nach einem der Ansprüche 1–11 durchgeführt wird.
  • Im Rahmen der Erfindung kann die Drosselstelle werkzeugintern ausgeführt werden. Dabei kann sie als Spalt beliebiger Form zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück ausgebildet sein. Das Kühlmittel kann von außen zwischen dem Werkstück und dem Werkzeug zugeführt werden und im Inneren des Werkzeuges zurückfließen. Es kann auch werkzeugintern, vorzugsweise mit werkzeuginterner Drosselstelle, zugeführt werden und beispielsweise bei Sacklochbohrungen zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück ins Freie fließen und dabei die Späne mitnehmen oder bei Durchgangsbohrungen direkt ins Freie fließen. Das Werkzeug funktioniert dabei nach dem gleichen Prinzip, muß aber entsprechend der Anwendung und Durchflußrichtung des Kühlmittels angepaßt werden.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile sollen nun anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:
  • 1: eine perspektivische Ansicht eines Freistichwerkzeugs;
  • 2a: eine Schnittdarstellung eines Freistichwerkzeugs in Seitenansicht in einer ersten Position;
  • 2b: eine Schnittdarstellung eines Werkstück mit Frontansicht des Freistichwerkzeugs in der in 2a gezeigten Position;
  • 3a: eine Schnittdarstellung eines Freistichwerkzeugs in Seitenansicht in einer zweiten Position;
  • 3b: eine Schnittdarstellung eines Werkstück mit Frontansicht des Freistichwerkzeugs in der in 3a gezeigten Position.
  • 1 zeigt in perspektivischer Darstellung ein Freistichwerkzeug 10 zum Einsatz in einer nicht näher dargestellten Tiefbohrmaschine, das einen zylindrischen Grundkörper 30 aufweist. Ein solches Freistichwerkzeug 10 kann z. B. auch in einer Fräs- oder Drehmaschine eingespannt werden. Denkbar sind jedoch auch andere Antriebsmöglichkeiten. Umlaufend um den zylindrischen Grundkörper 30 sind Dämpfungsleisten 12 vorgesehen, die sich in dem Bereich des ersten Bereichs 34 des zylindrischen Grundkörpers 30 befinden, der an den zweiten Bereich 36 des zylindrischen Grundkörpers 30 angrenzt. Das Werkzeug 10 weist ein Zerspanelement 20 auf, das mittels eines hydraulisch betätigten Hebels 22 ausgelenkt werden kann. Über die Öffnung 31 kann Arbeitsfluid A wie Bohrspülmittel durch das Innere des Werkzeugs 10 zurückgeführt werden. Im zweiten Bereich 36 ist eine Führungsleiste 14 erkennbar, die das Werkzeug 10 in einer zylinderförmigen Öffnung wie einer Tiefbohrung B führt und zusammen mit den Führungsleisten 12 das Werkzeug 10 in der Bohrung B an Bewegungen in radialer Richtung hindert.
  • In 2a ist das Werkzeug 10 in einer ersten Position gezeigt, bei der das Zerspanelement 20 nicht in Eingriff mit dem Werkstück W ist. Das Werkzeug 10 ist dabei in eine Tiefbohrung B eingeführt, um dort im endseitigen Bereich der Bohrung B einen Freistich zu erzeugen.
  • Das Werkzeug 10 weist einen zylindrischen Grundkörper 30 auf, der einen ersten Bereich 34 mit Durchmesser d1 aufweist, wobei der Durchmesser d1 kleiner ist als der Durchmesser d2 des zylindrischen Grundkörpers 30 im zweiten Bereich 36. Dadurch entsteht bei Einströmen von Arbeitsfluid A in den Ringspalt 40 ein Druck P1 in dem Ringspalt 40, der zwischen erstem Bereich 34 und der Wandung der Bohrung B befindlich ist. Bei dem in 2a gezeigten Zustand handelt es sich jedoch um die Situation vor dem Einströmen des Arbeitsfluids A in den Ringspalt 40.
  • Durch die endseitige Verdickung des Werkzeugs 10 im zweiten Bereich 36 des zylinderförmigen Grundkörpers 30 kommt es beim Einströmen von Arbeitsfluid A in den Ringspalt 40 zu einem Druckabfall, so dass im Ringspalt 42, der zwischen zweitem Bereich 36 und der Wandung der Bohrung B befindlich ist, und auch im endseitigen Bereich der Bohrung B ein Druck P2 vorherrscht. Dabei ist der Druck P1 im Ringspalt 40 größer als der Druck P2 im Ringspalt 42 sowie im endseitigen Bereich der Bohrung B, wenn Arbeitsfluid A durch den Ringspalt 40 zum endseitigen Bereich an der Außenseite des Werkzeugs 10 entlangströmt. Das Zurückströmen des Arbeitsfluids A wird durch einen im Inneren des Werkzeugs 10 befindlichen Rückführkanal 32 ermöglicht, der über die Öffnung 31, die sich an der Spitze des Werkzeugs 10 befindet, zugänglich ist. Über die Öffnung 31 kann Arbeitsfluid A aus dem endseitigen Bereich in den Rückführkanal 32 eintreten.
  • Im in 2a gezeigten Fall ist die Zuführung von Arbeitsfluid A noch nicht aktiviert. Das im Schwenkhebel 22 befestigte Zerspanelement 20 ist daher nicht gegen das Werkstück W angestellt. Der Schwenkhebel 22 kann dabei um die Achse 23 zur radialen Auslenkung des Zerspanelements 20 geschwenkt werden, bis es mit dem Anschlag 21 gegen den zylindrischen Grundkörper 30 des Werkzeugs 10 anschlägt. Zur Auslenkung des Schwenkhebels 22 ist ein Ausfahrkolben 25 vorgesehen, der in einer Hülse 26 verschieblich aufgenommen ist. Die Hülse 26 weist Kanäle 27 auf, die mit dem Ringraum 28 des Kolbens und dem endseitigen Bereich der Bohrung B in Fluidverbindung stehen. Über eine Bypass-Leitung 33 kann aus dem Ringraum 40 Arbeitsfluid A in den Kolbenraum 29 eintreten. Da im Arbeitsfall der Druck P1 größer ist als der Druck P2, herrscht im Kolbenraum 29 der Druck P1 und im Ringraum 28 der Druck P2, so dass der Kolben 25 ausfahren kann, wodurch der Schwenkhebel 22 das Zerspanelement 20 gegen die Wandung des Werkstücks W anstellt.
  • In der in 2a gezeigten Position ist der Druck P1 jedenfalls nicht so groß, dass er geeignet ist, die Federkraft der Rückstellfeder 24, die den Schwenkhebel 22 zurückstellt, zu überwinden.
  • 2b zeigt den in 2a definierten Schnitt F-F. In der geschnitten dargestellten Tiefbohrung des Werkstücks W ist dabei das Freistichwerkzeug 10 erkennbar, dass mittels der Führungsleisten 14, die an der Wandung der Tiefbohrung B anliegen, in der Bohrung B stabilisiert ist. Das Zerspanelement 20 ist dabei nicht gegen die Wandung angestellt, sondern in eine neutrale Position zurückgestellt. Die Kanäle 27 der Hülse 26 sind an der Frontseite des Werkzeugs 10 durch die Hülse 26 austretend, so dass eine Fluidverbindung mit dem endseitigen Bereich der Bohrung B und dem Ringraum 28 hergestellt werden kann. Ferner ist die Öffnung 31 erkennbar, durch die das Arbeitsfluid A zum Rückführkanal 32 im Inneren des Werkzeugs 10 zurückgeführt werden kann.
  • 3a zeigt das Werkzeug 10 aus 2a in einer zweiten Position, bei der ein Freistich 100 in der Bohrung B des Werkstücks W erzeugt wird. Dabei herrscht durch das in den Ringraum 40 einströmende Arbeitsfluid A im Ringraum 40 ein Druck P1 vor, der durch die Bypass-Leitung 33 auch im Kolbenraum 29 vorherrscht. Durch die endseitige Verdickung im zweiten Bereich 36 des zylindrischen Grundkörpers 30 des Werkzeugs 10 kommt es zu einem Druckabfall im endseitigen Bereich der Bohrung B sowie im Ringraum 42. Der Druck P2 herrscht ebenfalls im Ringraum 28 vor, da dieser über die Kanäle 27 der Buchse 26 mit dem endseitigen Bereich B in Fluidverbindung steht. Somit wird der Kolben 25 ausgefahren und verschwenkt den Schwenkhebel 22 um die Achse 23 gegen die Bearbeitungsfläche B'. Hierdurch wird das Zerspanelement 20 ausgelenkt und in seiner Auslenkbewegung durch den Anschlag 21 auf eine feste Einstelltiefe für die Erzeugung des Freistichs 100 eingestellt.
  • Das durch den Ringspalt 40 und 42 einströmende Arbeitsfluid A nimmt die bei der Erzeugung des Freistichs 100 entstehenden Späne auf und führt diese über die in 3b ersichtliche Öffnung 31 in den inneren Rückführungskanal 32 im Inneren des Werkzeugs 10 zurück. 3b zeigt den in 3a definierten Schnitt F-F. Das in 3b gezeigte Werkzeug 10 ist mit seinem Zerspanelement 20 im Eingriff mit der Oberfläche des Werkstücks W, wobei das Zerspanelement 20 teilweise durch die Bearbeitungskante des Freistichs 100 verdeckt ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 4418605 C2 [0005]

Claims (15)

  1. Werkzeug (10) zur zerspanenden Bearbeitung eines Werkstücks mit einem bewegbaren Zerspanelement (20), mit Mitteln zur Erzeugung einer Druckdifferenz und einer Zuführung von Arbeitsfluid (A), wobei die Mittel zur Erzeugung der Druckdifferenz wenigstens eine Öffnungsminimierung umfassen, wobei die Druckdifferenz durch Durchströmen des Arbeitsfluids (A) durch die Öffnungsminimierung erzeugbar ist und wobei infolge der Druckdifferenz ein Betätigungsmittel (22, 25) zur Betätigung des bewegbaren Zerspanelements (20) ausfahrbar ist.
  2. Werkzeug (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungsminimierung eine Drosselbohrung, ein Spalt und/oder ein Ringspalt (40, 42) ist.
  3. Werkzeug (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (10) ein Werkzeug (10) zur drehenden Bearbeitung einer zumindest teilweise zylinderförmigen Öffnung (B) mit einem radial bewegbaren Zerspanelement (20) sowie einem zylindrischen Grundkörper (30) und die Öffnungsminimierung ein Ringspalt (40, 42) zwischen der zylinderförmigen Öffnung (B) und dem Werkzeug (10) ist, wobei der zylindrische Grundkörper (30) einen ersten Bereich (34) mit einem ersten Durchmesser (d1) und einen zweiten Bereich (36) mit einem zweiten Durchmesser (d2) aufweist, wobei der zweite Durchmesser (d2) größer ist als der erste Durchmesser (d1), so dass der Ringspalt (40, 42) im zweiten Bereich (36) geringer ist als im ersten Bereich (34) zur Erzeugung eines Druckabfalls nach dem zweiten Bereich (36) in der zylinderförmigen Öffnung (B) des durch den Ringspalt (40, 52) in die zylinderförmige Öffnung (B) einströmenden Arbeitsfluids (A), wobei infolge des Druckabfalls ein Betätigungsmittel (22, 25) zur Betätigung des radial bewegbaren Zerspanelements (20) ausfahrbar ist.
  4. Werkzeug (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrische Grundkörper (30) eine im Inneren des Grundkörpers (30) befindliche Rückführleitung (32) für das Arbeitsfluid (A) aufweist.
  5. Werkzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsmittel (22, 25) einen Kolben (25), der mit der Öffnungsminimierung in Fluidverbindung steht, und/oder einen hydraulisch betätigbaren Schwenkhebel (22) umfasst.
  6. Werkzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsmittel (22, 25) Gummielemente und/oder Membranen umfasst.
  7. Werkzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rückstellmittel (24) zur Rückstellung des bewegbaren und/oder radial bewegbaren Zerspanelements (20) vorgesehen sind.
  8. Werkzeug (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückstellmittel (24) eine Rückstellfeder (24) umfasst und/oder als Rückstellfeder (24) ausgebildet ist.
  9. Werkzeug (10) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückstellmittel (24) Gummielemente und/oder hydraulische und/oder pneumatische Mittel umfasst.
  10. Werkzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Anschlagelemente (21) zur Vorgabe einer maximale Bearbeitungstiefe und/oder -länge und/oder Führungselemente (12, 14) zur Führung des Werkzeugs (10) vorgesehen sind und/oder dass das Arbeitsfluid (A) ein für die Zerspanung geeignetes Kühl- und/oder Spülmittel und/oder Schneidöl umfasst und/oder als solches ausgeführt ist.
  11. Werkzeug (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der zylinderförmigen Öffnung (B) um eine endseitig geschlossene zylinderförmige Öffnung (B) und/oder um eine Sacklochbohrung (B) und/oder um eine Tiefbohrung (B) handelt und/oder dass das Werkzeug (10) als Freistichwerkzeug (10) ausgeführt ist, insbesondere als ein Freistichwerkzeug (10) für Freistiche bei Tiefbohrlöchern (B).
  12. Verfahren zur zerspanenden Bearbeitung eines Werkstücks mittels eines Werkzeugs (10) mit einem bewegbaren Zerspanelement (20) mit Mitteln zur Erzeugung einer Druckdifferenz und einer Zuführung von Arbeitsfluid (A), wobei die Mittel zur Erzeugung der Druckdifferenz wenigstens eine Öffnungsminimierung umfassen, wobei die Druckdifferenz durch Durchströmen des Arbeitsfluids (A) durch die Öffnungsminimierung erzeugbar wird und wobei infolge der Druckdifferenz ein Betätigungsmittel (22, 25) zur Betätigung des bewegbaren Zerspanelements (20) ausgefahren wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zerspanende Bearbeitung eine drehende Bearbeitung einer zumindest teilweise zylinderförmigen Öffnung (B) mittels eines Werkzeugs (10) mit einem radial bewegbarem Zerspanelement (10) und einem zylindrischen Grundkörper (30) ist, wobei der zylindrische Grundkörper (30) und die zylinderförmige Öffnung (B) einen Ringspalt (40, 42) ausbilden und durch Ringspaltverkleinerung vor der Bearbeitungsstelle (B') ein Druckabfall des durch den Ringspalt (40, 42) einströmenden Arbeitsfluids (A) erzeugt wird und infolge des Druckabfalls das radial bewegbare Zerspanelement (20) ausgefahren wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeitsfluid (A) ein Bohrspülmittel und/oder ein Schneidöl ist, das im Ringspalt (40, 42) zur Bearbeitungsstelle (B') geführt und/oder dass das Arbeitsfluid (A) im Inneren des Werkzeugs (10) zurückgeführt wird und/oder dass das Zerspanelement (20) nach dem Arbeitsgang durch Abstellen der Zufuhr des Arbeitsfluid (A) automatisch durch Federkraft und/oder pneumatisch und/oder hydraulisch zurückgestellt wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren mit einem Werkzeug (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 durchgeführt wird.
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