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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung zur Anordnung an einem Werkzeug mit einem Anschlag.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Bohr-, Fräs- und / oder Senkwerkzeug mit Anschlag, umfassend eine erfindungsgemäße Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung.
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STAND DER TECHNIK
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Aus dem Stand der Technik sind Anschläge für ein Bohr-, Fräs- oder Senkwerkzeug bekannt, die als sogenannte „Microstop“-Adapter bezeichnet werden. Diese Adapter umfassen in der Regel einen Bohrschaft zur Aufnahme in ein Spannfutter einer Maschine oder eines handgehaltenen Werkzeugs und ein Lager, mit der sich eine Anschlaghülse frei um einen in den Adapter eingesetzten Bohr-, Fräs- oder Senkkopf drehen kann, so dass bei Erreichen einer vorgegebenen Eindringtiefe in ein Bauteil die Anschlaghülse auf der Oberfläche des Bauteils aufsetzen kann, und sich der Bohr-, Fräs-, oder Senkkopf frei drehen kann. Derartige Anschläge werden insbesondere für Senk- oder Fräsarbeiten im Fahrzeug- und Flugzeugbau eingesetzt.
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Der Bohrschaft derartiger Microstop-Adapter wird im Gebrauch in ein Spannfutter eines Bohrwerkzeugs, beispielsweise einer Bohrmaschine, oder eines Fräswerkzeugs aufgenommen. Die Anschlaghülse kann mit einem axialen Verstellgewinde versehen sein, womit die Längsposition der Anschlaghülse relativ zum Werkzeugkopf verstellt und somit die Anschlagtiefe eingestellt werden kann. Der Adapter weist eine Aufnahme, beispielsweise ein Schraubgewinde, einen Bajonettverschluss oder eine Schnellspanneinrichtung zur Aufnahme des Bohr-, Fräs- oder Senkkopfs auf, um diesen zentrisch in der Anschlaghülse zu lagern. Somit umfassen bekannte Microstop-Adapter einen Bohrschaft und die frei drehbar gelagerte Anschlaghülse, und der Werkzeugkopf kann nach Bedarf ausgewechselt werden. Somit wird ein Anschlagadapter mit Bohrschaft bereitgestellt, in dem ein Spanbearbeitungswerkzeugkopf zur rotierenden Spanbearbeitung eingesetzt werden kann.
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Beispielsweise geht aus der
DE 101 54 434 B4 eine Anschlagvorrichtung mit Werkzeugschaft hervor, die eine frei drehbare Anschlaghülse umfasst, die um einen Werkzeugschaft der Anschlagvorrichtung mittels eines einzigen Drehlagers verdrehbar ist. Ein Bohr- oder Fräswerkzeug kann in den Werkzeugschaft der Anschlagvorrichtung eingesetzt und drehfest arretiert werden.
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Mit Hilfe derartiger Anschläge kann eine Bohrung oder Senkung mit einer gewünschten Tiefe erzielt werden. Dabei kann die gewünschte Ausrichtung des Bearbeitungsschrittes bezüglich der Bauteiloberfläche nur bedingt sichergestellt werden.
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Es ergibt sich das Problem, dass die Senkung oder Bohrung lediglich in einem bestimmten Umfangsbereich die gewünschte Tiefe aufweist und während der Spanbearbeitung nicht in einem gewünschten Winkel, in der Regel rechtwinklig zur Werkzeugoberfläche vorgenommen werden kann. In anderen Teilbereichen kann die Bohrung oder Senkung weniger tief oder tiefer ausgebildet sein, da das Bearbeitungswerkzeug durch den Anschlag nicht exakt zur Oberfläche des Werkstücks ausgerichtet werden kann.
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Aus dem Stand der Technik sind weiterhin Ausrichtungsvorrichtungen bzw. Justiervorrichtungen bekannt, die als Bohrvorlage oder Bohrhilfe verwendet und direkt an einem Werkzeugschaft angebracht werden können, um eine gewünschte Ausrichtung eines Drehwerkzeugs einzustellen.
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So zeigt die
DE 10 2013 100 130 A1 eine Vorrichtung mit einem Dreifuß mit Auflagekontrolle zur Bearbeitung durch ein Werkzeug. Die Auflagekontrolle erfolgt durch einen oder mehrere Messwertaufnehmer, der bzw. die die Messwerte der Auflage oder Nicht-Auflage von Füßen des Dreifußes wiedergibt. Als Anzeige für ein Messergebnis des Messwertaufnehmers dient ein akustisches oder visuelles Signal.
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Insbesondere im Fahrzeug-, Schiffs- und Flugzeugbau sind eine exakte Ausrichtung von Drehbearbeitungsvorgängen und eine definierte Eindringtiefe des Drehwerkzeugs aufgrund einer makellosen und stromlinienförmigen Gestaltung einer Werkstückoberfläche von hoher Bedeutung.
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Somit ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung vorzuschlagen, welche ein Bohr-, Fräs- und/oder Senkwerkzeug ausrichten kann und gleichzeitig eine gewünschten Bohr-, Fräs- und / der Senkungstiefe gewährleistet.
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Die vorgenannte Aufgabe wird durch eine Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung für ein erfindungsgemäßen Bohr-, Fräs- und / oder Senkwerkzeug mit Anschlag nach dem unabhängigen Anspruch sowie durch ein Bohr-, Fräs- und / oder Senkwerkzeug mit Anschlag und Ausrichtungsvorrichtung gelöst. Vorteilhafte Ausbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Gegenstand der Erfindung ist eine Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung zur Anordnung an einem Werkzeug mit einem Anschlag, insbesondere einem Bohr- und/ oder Senkwerkzeug mit einem einstückigen Werkzeugschaft und einem Anschlag, zum Ausrichten einer einzubringenden Bohrung und/oder Senkung oder zum Ausrichten eines Nachbearbeitungsschrittes gegenüber einer Normalen der Oberfläche eines Werkstücks, umfassend einen Grundkörper und einem Durchgangsloch.
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Es wird vorgeschlagen, dass mindestens eine Signaleinrichtung umfasst ist, die bei mechanischem Kontakt der Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung mit der Oberfläche des Werkstücks aktiviert wird und mindestens ein Ausrichtsignal beim Ausrichten in einer Ausrichtungsrichtung ausgibt, und dass in dem Grundkörper der Anschlag des Werkzeugs aufnehmbar ist.
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Mit anderen Worten wird eine Ausrichtungsvorrichtung bzw. Justiervorrichtung als Bohr-, Fräs- und / oder Senkhilfe vorgeschlagen, die durch mechanischen Kontakt mit der Oberfläche eines Werkstücks eine Signaleinrichtung aktiviert, wodurch angegeben wird, dass sich das Werkzeug in der gewünschten Bearbeitungsposition d.h. Ausrichtvorrichtung befindet. Die Ausrichtvorrichtung kann regelmäßig ein 90° Winkel zur Werkstückoberfläche sein, kann allerdings auch ein frei wählbarer Neigungswinkel und Neigungsrichtung gegenüber der Werkstückoberfläche sein. Die Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung wird dafür an ein Werkzeug mit einem Anschlag angebracht. Dafür wird der Anschlag des Werkzeugs in dem Grundkörper der Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung aufgenommen und gelagert und so das Werkzeug samt Anschlag in der Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung gehalten. Somit kann ein Bohr-, Fräs-, Senkwerkzeug oder ein kombiniertes Bohr-Senkwerkzeug mit Anschlag ausgerichtet werden. Hierdurch ist es möglich, zum einen eine präzise Eindringtiefe durch den Anschlag zu gewährleisten, was gerade bei Senkungen wichtig ist, zum anderen einen definierten Bearbeitungswinkel einzuhalten. Die Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung kann vorteilhaft als Dreibein ausgebildet sein, in das der Anschlag aufnehmbar ist.
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Mit einer derartigen Ausrichtungsvorrichtung ist die vorbestimmbare Einstellung einer Arbeitsposition vorzugsweise in einer orthogonalen Richtung zu einer Tangente auf einer Oberfläche eines Werkstücks, d.h. in Richtung einer Normalen zur Werkstückoberfläche möglich. Dies erlaubt weiterhin die definierte Ausrichtung des Bohr, Fräs- und / oder Senkwerkzeugs auf ebenen und gekrümmten Oberflächen. Dabei kann beispielsweise ein kombiniertes Bohr-Senk-Werkzeug, an welchem ein Anschlag angebracht ist, in der Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung aufgenommen werden. Bei einer kombinierten Bohrung mit anschließender Senkung kann die Bohrtiefe durch die Geometrie des Werkzeugs, die Senkungstiefe durch die Position des Anschlags und die Ausrichtung des Werkzeugs durch die Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung bestimmt werden. Der Grundkörper der Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung ist bevorzugt in Bezug auf die Rotationsachse mit einer größeren Längsabmessung ausgebildet als der Anschlag. Die Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung kann dabei mindestens die zweifache Länge des Anschlags, bevorzugt mindestens die dreifache Länge des Anschlags in Bezug auf die Rotationsachse aufweisen. Im Umfang kann der Anschlag komplett von dem Grundkörper umschlossen sein. Der Grundkörper hat zumindest über einen Teil der Länge bevorzugt eine teilkreisförmige oder kreisförmige Form. Eine teilkreisförmige Form hat den Vorteil, dass die komplette Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung zumindest mit einer Seite nahe an eine Wand, die parallel zur Rotationsachse des Werkzeugs verläuft, herangeführt werden kann. So kann eine Bohrung oder Senkung nahe einer derartigen senkrechten Wand in ein Werkstück eingebracht werden, oder an der Wand angesetzt werden, um eine definierte Ausrichtungsrichtung festzulegen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Grundkörper eine Führungseinrichtung umfassen, die eine Verbindung zwischen einer Anschlaghülse des Anschlags und der Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung herstellt, sodass der Anschlag in die Ausrichtungsrichtung ausrichtbar ist. Die Führungseinrichtung dient dazu, eine Relativbewegung zwischen einem eingebauten Anschlag und der Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung zu erlauben oder zu unterbinden. Bevorzugt wird durch die Führungseinrichtung eine rotatorische Relativbewegung zwischen Anschlag und der Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung unterbunden und eine axiale Längsverschiebung erlaubt. Die Führungseinrichtung ist bevorzugt entlang eines begrenzten Umfangsbereichs an der Innenoberfläche des Grundkörpers der Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung angebracht. Dabei kann die Führungseinrichtung auch teilweise im Grundkörper integriert sein. Die Führung erfolgt bevorzugt mechanisch. Es ist weiterhin denkbar, dass ein Anschlag kann auch Teil der Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung ist und / oder an die Geometrie der Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung angepasst ist. Für einen Einsatz kann somit ein Spanwerkzeug in den Anschlag, der Teil der Ausrichtvorrichtung ist, eingeführt und befestigt werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Anschlag drehfest mit der Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung verbindbar sein. Eine drehfeste Verbindung kann über die Führungseinrichtung erfolgen, wobei bei Betrieb eines eingebauten Werkzeugs mit Anschlag der Anschlag sowie die Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung keine Rotation erfährt, d.h. drehfest ist. Dabei kann eine unversehrte Oberfläche auf der Werkstückoberfläche im Bereich der Bohrung und / oder Senkung beibehalten und erreicht werden, da sich keine tangentiale Relativbewegung zwischen Anschlag und Werkstückoberfläche ergeben kann.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Anschlag längsverschieblich in der Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung geführt sein, insbesondere durch die Führungseinrichtung geführt sein, wobei der Anschlag in dem Grundkörper längsaxial in Richtung Werkstück verschoben werden kann. Vorzugsweise besitzt der Anschlag bezüglich der Längsachse der Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung eine geringere Länge als der Grundkörper der Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung. Alternativ kann ein Anschlag auch über einer oberen Stirnfläche der Ausrichtvorrichtung herausgezogen werden, so dass eine geringe Bauhöhe der Ausrichtvorrichtung erreicht werden kann. Somit kann der eingebaute Anschlag innerhalb des Grundkörpers in axialer Längsrichtung verschoben werden. Der Anschlag kann zumindest soweit in Längsrichtung verschoben werden, dass die Unterkante des Anschlags und die Unterkante der Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung auf gleicher Höhe liegen. In einer abgesenkten Position des Anschlags stehen dieser und die Unterkante der Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung mit der Oberfläche des Werkstücks in Kontakt. Über den Anschlag kann die Tiefe der einzubringenden Bohrung und / oder Senkung bestimmt werden, während die Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung die Ausrichtung der Bohrung und / oder Senkung bestimmt und in einer gewünschten Position hält.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Führungseinrichtung einen Pin, einen Steg und / oder eine Nut umfassen, wobei bevorzugt der Steg und / oder die Nut in Längsrichtung, bevorzugt parallel zur Längsachse, der Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung verlaufen und entsprechend in einer Nut, oder einem Pin oder Steg der Anschlaghülse längsaxial führbar sind, sodass eine drehfeste Verbindung zwischen der Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung und dem Anschlag und eine axiale Verschieblichkeit des Anschlags in der Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung bereitgestellt wird. Dabei wird der Pin oder der Steg in der Nut derart geführt, dass der Anschlag drehfest mit der Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung verbunden werden kann. Die Nut kann entlang einer Innenfläche des Grundkörpers der Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung oder in der Außenfläche des Anschlags angeordnet sein. Dementsprechend kann der Pin bzw. der Steg ebenso an dem Anschlag oder an dem Grundkörper angebracht sein, sodass für eine Führungseinrichtung jeweils mindestens ein Pin bzw. Steg in mindestens eine, auf dem jeweils anderen Element angeordnete, Nut eingreifen kann. Die Breite der Nut entspricht dabei in etwa der Breite des Pins bzw. des Stegs, sodass eine drehfeste Lagerung ermöglicht wird. In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Führungseinrichtung mindestens zwei, bevorzugt drei derartige Steg-Nut bzw. Pin-Nut Verbindungen in Umfangsrichtung der Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung umfassen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Steg oder die Nut über die komplette axiale Länge der Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung oder des Anschlags verlaufen, sodass der Anschlag derart verschoben werden kann, dass eine Unterseite des Anschlags in mechanischen Kontakt mit der Oberfläche des Werkstücks treten kann. Bevorzugt ist die Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung in Bezug auf die Längsachse länger als der Anschlag ausgebildet, sodass der Steg oder die Nut bevorzugt über die komplette Länge der Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung verlaufen kann. Somit wird sichergestellt, dass der Anschlag bis zur Unterkante der Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung oder auch darüber hinaus verschoben werden kann und mit einem Werkstück in Kontakt treten kann, um die Senkungs- bzw. Bohrtiefe zu bestimmen. Die Nut bzw. der Steg können linear parallel zur Längsachse der Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung verlaufen oder auch gekrümmt bzw. abgewinkelt. Dabei kann die Nut bzw. der Steg auch eine Spiralform entlang der Innenoberfläche des Grundkörpers der Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung ausbilden um eine rotatorische Zwangsbewegung beim Absenken auszuführen, beispielsweise um von der Werkstückfläche abstehende Teile aufzunehmen oder zu umgehen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung mindestens zwei, bevorzugt mindestens drei mechanische oder elektrische Tastelemente zur Auflage auf der Oberfläche des Werkstücks umfassen, wobei bevorzugt die Tastelemente umfangsmäßig gleichverteilt an der werkstückseitigen Stirnfläche des Grundkörpers angeordnet sind. Bei einer Ausführung mit drei Tastelementen kann die Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung als eine Art Dreibein ausgebildet sein. Durch die Ausbildung separater Tastelemente anstatt einer großflächigen Auflagefläche kann der Bereich um die zu bearbeitende Stelle an der Oberfläche eines Werkstücks frei bleiben, wodurch Späne oder Kühlmittel besser abgeführt werden können. Weiterhin kann eine Übermittlung der Daten an einen Computer bereitgestellt werden, die der Qualitätskontrolle dient. Durch die Aktivierung der Signaleinrichtung über mechanischen Kontakt der Tastelemente mit einer Oberfläche ist keine Verwendung von Messaufnehmern oder sonstigen Wegmessern erforderlich. Dadurch kann eine kostengünstige sowie einfach herstellbare Ausrichtvorrichtung bereitgestellt werden, die ohne elektrische Energie verwendbar ist. Soll die Bohrung oder Senkung lediglich in einer Richtung austariert werden, kann die Werkzeug-Ausrichtvorrichtung nur mit zwei Tastelementen ausgeführt werden. Für die Ausrichtung in zwei Raumrichtungen ist die Ausführung mit drei oder mehreren Tastelementen vorteilhaft. Die Dritte Raumrichtung, d.h. die Höhe, in der das Werkzeug angesetzt wird, bestimmt sich durch die lichte Bearbeitungshöhe über der Oberfläche des Werkstücks und der Tiefe des Bearbeitungsabschnitts. Ebenso können mehr als drei Tastelemente eingesetzt werden. Durch eine Längenveränderung der Tastelemente oder Verstellung des Kontaktpunktes der Tastelemente, d.h. der relativen Schaltposition, bei dem beim Aufsetzen der Tastelemente und Einfahren der Tastelemente in den Grundkörper ein elektrischer Schalter geschlossen wird, können auch Winkelabweichungen von der Normalen und somit vorgegebene Schrägwinkel zur Bearbeitung eingestellt werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kann die axiale Tastposition der Tastelemente zur Einstellung der Ausrichtungsrichtung verstellbar sein. Somit ist es möglich, nicht nur Senkungen und / oder Bohrungen orthogonal zu einer Werkstückoberfläche, sondern auch in einem gewünschten Winkel ungleich 90° auszurichten. Indem mindesten ein Tastelement eine veränderte Länge in Bezug zu den übrigen Tastelementen aufweist kann die Ausrichtung unter beliebigen Winkeln bezüglich der Werkstückoberfläche erfolgen. Weiterhin kann auf einer schrägen Werkstückoberfläche eine orthogonale Ausrichtung der Bohrung und / oder Senkung bezüglich der Vertikalen erfolgen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kann durch eine Ausrichtbewegung der Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung bezüglich der Normalen der Oberfläche des Werkstücks alle Tastelemente einen Stromkreis zwischen einer im Grundkörper umfassten elektrischen Stromquelle und der Signaleinrichtung durch eine von den Tastelementen aktivierten Reihenschaltung geschlossen werden, um durch den geschlossenen Stromkreis die einzelne Signaleinrichtung zu aktivieren. Durch den mechanischen Kontakt der Tastelemente mit der Oberfläche eines Werkstücks oder einer sonstigen Oberfläche wird ein Stromkreis mittels Reihenschaltung geschlossen, wodurch eine Signaleinrichtung erst bei Kontaktierung aller Tastelemente aktiviert wird und ein Ausrichtsignal abgibt. Bei der Ausführung der Ausrichtvorrichtung mit drei Tastern kann eine orthogonale Ausrichtung der Ausrichtvorrichtung und damit des Werkzeugs festgestellt werden. Es lässt sich ein elektrisch einfacher Schaltkreis ohne elektronische Zusatzelemente einsetzen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kann ein elektrischer Schaltpunkt zumindest eines elektrischen Tastelements in Auflagerichtung hin zur Oberfläche des Werkstücks lageverstellbar, insbesondere relativ zur Oberfläche des Werkstücks mittels einer Kontaktjustierschraube verschraubbar oder verschiebbar sein, so dass die Ausrichtungsrichtung bezüglich der Normalen einer Oberfläche eines Werkstücks einstellbar ist. Hierdurch kann der Schaltpunkt, d.h. die Relativstellung von Testelement zum Grundkörper, bei der ein elektrischer Kontakt durch das jeweilige Tastelement ausgelöst wird, eingestellt werden. Hierdurch ist es sehr einfach, eine Ausrichtung zur Normalen der Werkstückoberfläche einzustellen. Ist der Schaltpunkt für jedes Tastenelement gleich eingestellt, wird eine Ausrichtung entlang der Normalen erreicht. Sind die Schaltpunkte verschieden eingestellt, ergibt sich eine jeweilige Winkel- und Richtungseinstellbare Abweichung zur Normalen, so dass auch Schrägbearbeitungen bzgl. der Werkstückoberfläche eingestellt werden können. Es ist somit nicht nötig, einen hohen Druck auf die Oberfläche des Werkstücks mit der Ausrichtvorrichtung auszuüben, um sicher zu stellen, dass die die Vorrichtung vollständig aufliegt. Durch die Kontaktjustierschraube kann der Schaltpunkt derart sensibel eingestellt werden, dass bereit bei leichtem Kontakt der Ausrichtvorrichtung mit der Oberfläche des Werkstücks die Signaleinrichtung aktiviert wird. Die Kontaktjustierschraube ist dafür bevorzugt in einer Richtung parallel zur Richtung des eingeführten Werkzeugschafts verschieblich und einstellbar.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kann zumindest ein mit zumindest einem elektrischen Tastelement mechanisch kontaktierbares Federkontaktblech über die Kontaktjustierschraube mit einem Schraubenkontaktblech elektrisch kontaktierbar sein, wobei die Kontaktjustierschraube bevorzugt von der Oberseite des Grundkörpers zugänglich und einstellbar und in Ausrichtungsrichtung im Grundkörper angeordnet ist, oder es können zumindest zwei Kontaktjustierschrauben über ein gemeinsames Federkontaktblech elektrisch verbindbar sein und zumindest zwei Kontaktjustierschrauben über ein Schraubenkontaktblech elektrisch miteinander verbunden sein. Das Federkontaktblech kann sich derart deformieren, dass im Ausgangszustand kein Kontakt zwischen Federkontaktblech und Kontaktjustierschraube vorhanden ist, während bei Auflage der Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung auf eine Oberfläche und bei Kontakt der Taster mit der Oberfläche die Verschiebung der Taster eine Deformation des Federkontaktblechs erzeugen können, sodass ein Kontakt zwischen Federkontaktblech und Kontaktjustierschraube herbeigeführt wird. Der relative Abstand der Kontaktjustierschraube vom Federelement bestimmt die Lage des Schaltpunktes. Durch eine axiale Verstellung der Kontaktjustierungsschraube, entweder mittels Schraub- oder axiale Schiebebewegung kann der Schaltpunkt hochgenau eingestellt und somit die Bearbeitungsrichtung eingestellt werden. Der Ausgangszustand beschreibt hier den Zustand vor dem Aufsetzen der Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung auf einer Oberfläche. Dadurch, dass die Kontaktjustierschraube von der Oberseite des Grundkörpers zugänglich und einstellbar ist, kann bereits bei Auflage und Anpressung der Tastelemente der Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung auf der Werkstückoberfläche durch Verstellen der axialen Lage der Kontaktjustierschrauben eine Einstellung der Bearbeitungsrichtung vorgenommen werden, ohne dass für eine Verstellung die Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung vom Werkstück abgenommen werden muss. Durch die elektrische Verbindung zwischen mindestens zwei Kontaktjustierschrauben kann eine elektrische Reihenverbindung der einzelnen Kontaktpunkte, an denen die Tastelemente einen mechanischen Kontakt herstellen, sehr einfach mit einer minimalen Bauteilzahl erreicht werden, wodurch ein geschlossener Stromkreis erzielt wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kann das mindestens eine Federkontaktblech parallel zu dem mindestens einen Schraubenkontaktblech im Grundkörper angeordnet sein, wobei das Schraubenkontaktblech mit dem Federkontaktblech über mindestens ein Kontaktjustierschraube durch eine, durch das Tastelement ausgelöste, Federbewegung elektrisch kontaktierbar ist. Somit können Federkontaktbleich und Schraubenkontaktbleich bezogen auf eine Werkstückoberfläche parallel und übereinander angeordnet werden, wobei die Kontaktjustierungschraube axial in Richtung der Werkstückoberfläche ausgerichtet sind, und den Schaltpunkt einstellen. Ein Stromfluß kommt über das Schraubenkontaktbleich, die Kontaktjustierschraube und beim Verbiegen des Federkontaktbleich durch das Tastelement beim Berühren des Federkontaktblechs mit der Kontaktjustierschraube zustande.
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Somit wird ein mechanisch einfacher und robuster Aufbau erreicht. Das Federkontaktblech und das Schraubenkontaktblech können unterschiedlich oder baugleich ausgebildet sein. Ebenso können diese aus dem gleichen Material bestehen. Es können auch mehrere Federkontaktbleche und mehrere Schraubenkontaktbleche vorhanden sein, wobei diese ebenso baugleich ausgeführt sein können. Bevorzugt wird über die Geometrie der Federkontaktbleche und Schraubenkontaktbleche der Verlauf des Stromflusses innerhalb der Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung bestimmt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kann eine elektrische Stromquelle und / oder die Signaleinrichtung in elektrischem Kontakt mit mindestens einem Federkontaktblech und / oder mindestens einem Schraubenkontaktblech stehen. Die Signaleinrichtung kann weiterhin mit einem Kontakt der Stromquelle verbunden sein. Es wird ein Reihenschaltkreis vorgeschlagen, mit einer minimalen elektrischen Leitungsführung und einem robusten und einfachem Aufbau mit einer Minimalzahl elektrischer Verbindungen. Somit kann lediglich durch einen mechanischen Kontakt aller Tastelemente mit der Oberfläche des Werkstücks, wodurch über das mindestens eine Federkontaktblech und / oder mindestens eine Schraubenkontaktblech ein Stromkreis geschlossen wird, ein Ausrichtungssignal aktiviert werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kann das mindestens eine Schraubenkontaktblech Bohrungen aufweisen, in welche die Kontaktjustierschraube einsteckbar, einlötbar oder einschraubbar ist, wodurch eine permanentleitende Verbindung zwischen dem Schraubenkontaktblech und der Kontaktjustierschraube hergestellt wird. Dabei stellen die Bereiche, in denen durch eine Bewegung der Tastelemente ein mechanischer Kontakt zwischen dem Federkontaktblech und der jeweiligen Kontaktjustierschraube hergestellt werden kann, die einzigen Bereiche das, die eine Unterbrechung oder ein Komplettieren des Stromkreises bewirken können. Dadurch, dass die Schraubenkontaktbleche elektrisch leitend fest mit den Kontaktjustierschrauben verbunden sind, werden die beweglichen Stellen in der Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung minimiert und die elektrische Robustheit erhöht, wodurch die Funktionsfähigkeit optimiert wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kann zumindest eine Kontaktjustierschraube über eine Arretierschraube lagegesichert werden. Damit kann die Sensibilität des Kontaktpunktes mit einer hohen Genauigkeit eingestellt werden und ein unbeabsichtigtes Verstellen der Ausrichtungseinstellung verhindert werden. Werden alle Kontaktjustierschrauben, bevorzugt alle drei Kontaktjustierschrauben, mit jeweils einer Arretierschraube fixiert, kann die Lage bezüglich einer Normalen zur Oberfläche eines Werkstücks mit einer hohen Genauigkeit eingestellt werden. Die Arretierschraube kann radial an der Kontaktjustierschraube ansetzen, um eine Lageveränderung zu verhindern. Die Arretierschraube kann vom Außenumfang des Grundkörpers zugänglich sein, und vor einer Änderung der Ausrichtung durch die Kontaktjustierschraube gelöst werden. Die Einbringung von Bohrungen oder Senkungen mit einer geringen Fehlertoleranz bezüglich der Ausrichtungsrichtung kann dadurch erzielt werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform können die mindestens zwei Tastelemente, bevorzugt mindestens drei Tastelemente die gleiche Länge L aufweisen. Hierdurch erhöht sich die Anzahl der Gleichelemente und eine Ausrichtung entlang der der Normalen einer Werkstückoberfläche wird vereinfacht. Damit kann eine optimale Ausrichtung der Bohrung oder der Senkung in einem Werkstück erzielt werden. Weiterhin kann der Grundkörper kreiszylinderförmig oder teilkreiszylinderförmig ausgebildet sein. Durch unterschiedliche Geometrien des Querschnitts des Grundkörpers kann der minimale Abstand der Tastelemente zum Rand des Grundelements festgelegt werden. Dadurch bestimmt sich auch der minimale Abstand zu einer Begrenzungswand oder einem weiteren Werkstückelement, das in einem Winkel zu der Oberfläche angeordnet ist, auf der die Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung mit den Tastelementen aufgesetzt werden soll. Somit wird dadurch ebenfalls der Abstand einer Bohrung, Senkung oder Ähnlichem zu einer Begrenzungswand des Werkstücks minimiert, da der Grundkörper in einem minimalen Abstand mit der Begrenzungswand in Kontakt tritt. Um möglichst nahe an einer derartigen Begrenzung eine Bohrung oder Drehbearbeitung ausgerichtet einbringen zu könnten, kann der Grundkörper an einer Seite abgeflacht oder mit einer speziellen Querschnittsgeometrie ausgestaltet sein, um formkomplementär zur Oberflächengeometrie des Werkstücks eine Ausrichtung bereitzustellen. Die Geometrie des Grundkörpers kann ebenso zur Ausrichtung der Bohrung oder Senkung dienen, wenn der Grundkörper an einer oder an mehreren Seiten mit einer Begrenzungswand oder einem weiteren Werkstückelement in Kontakt tritt. Gerade bei komplexen Werkstückgeometrien ist eine Anpassung der Grundkörpergeometrie vorteilhaft. Weiterhin kann die Signaleinrichtung auf der Oberseite des Grundkörpers angeordnet und als optischer, haptischer und / oder als akustischer Signalgeber, bevorzugt als LED-Signalgeber ausgebildet sein. Von dieser Seite ist die Signaleinrichtung optimal für eine Bedienperson während der Bedienung des Werkzeugs sichtbar. Ebenso kann die Signaleinrichtung auf einer seitlichen Position am Grundkörper angebracht sein oder über ein Verbindungskabel oder drahtlos an eine Bedienposition übertragen werden, falls die Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung während der Bedienung durch eine Bedienperson nicht einsehbar ist. So ist denkbar, über eine elektrische Verbindungsleitung ein akustisches oder optisches Signal an einen Bediener auch unter schwierigen akustischen oder optischen Verhältnissen weiterzuleiten.
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Bevorzugt kann die Stirnseite der auf der Werkstückoberfläche aufsetzenden Tastelemente ein Kugel- oder Rollenlager aufweisen, so dass die Ausrichtungsvorrichtung auf der Werkstückoberfläche verfahrbar ist und dabei ein vordefinierbarer Bearbeitungswinkel eingehalten werden kann. Insbesondere bei Fräswerkzeugen kann vorteilhafterweise ein partielles Ausfräsen von Ausnehmungen durch eine verfahrbare Ausrichtungsvorrichtung erleichtert werden.
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Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Bohr-, Fräs- und / oder Senkwerkzeug bzw. ein hieraus kombiniertes Spanwerkzeug mit Anschlag. Es wird vorgeschlagen, dass der Anschlag in einer Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung nach einem der vorangegangen Ansprüche aufgenommen sein. Das Bohr-, Fräs- und / oder Senkwerkzeug entspricht dabei deiner Kombination aus einer Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung wie bereits beschrieben, mit einem Spanbearbeitungswerkzeug mit Anschlag, wobei das spanende Werkzeug mit Anschlag in dem Grundkörper der Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung aufgenommen ist. Bevorzugt umfasst der Grundkörper eine Führungseinrichtung, die eine Verbindung zwischen der Anschlaghülse des Anschlags und der Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung herstellt, sodass der Anschlag in die Ausrichtungsrichtung ausrichtbar ist. Dabei ist der Anschlag bevorzugt längsverschieblich und / oder verdrehsicher im Grundkörper gelagert. Ebenso sind die weiteren Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung auf das Bohr-, Fräs- und / oder Senkwerkzeug übertragbar.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Anschlag auf dem Werkzeugschaft des Werkzeugs, insbesondere eines Entgratwerkzeugs aufgeklemmt, aufgeschraubt oder aufgeklebt werden. Dabei kann der Anschlag eine mit einem Gleit- oder Wälzlager um das Werkzeug frei drehbar gekoppelte Anschlaghülse umfassen, wobei eine erste Lagerbuchse des Lagers die Anschlaghülse trägt, und eine zweite Lagerbuchse des Lagers drehfest auf einer Schafthülse sitzt, wobei die Schafthülse auf einem gewindefreien Schaft des Werkzeugs aufschiebbar und anklebbar oder thermisch aufpressbar befestigbar ist und der Schaft des Werkzeugs unmittelbar in ein Spannfutter einer Drehmaschine oder Bohrmaschine einspannbar ist. Vorteilhafterweise kann die Schafthülse unmittelbar am gewindefreien Werkzeugschaft angeklebt, aufgepresst oder aufgeklemmt werden. Somit lässt sich ein gewöhnliches spanabhebendes Werkzeug mit dem Anschlag nachrüsten. Beispielsweise kann die Schafthülse mittels eines Klebstoffs, insbesondere eines Metallklebers, insbesondere mittels eines Zweikomponenten-Metallklebers wie einem 2K-Epoxidharzklebstoff oder 2K-Acrylatkleber mit dem Schaft verklebt werden. Hierbei kann eine beliebige Einstellposition der Schafthülse am Werkzeugschaft sehr einfach eingestellt und der Kleber ausgehärtet werden, wobei eine einfache und kostengünstige Befestigung des Anschlags an einem Werkzeug erreicht werden kann. Auch ist eine Befestigung mittels thermischer Schrumpfpassung denkbar, wobei eine erwärmte, aufgeweitete Schafthülse auf einen Werkzeugschaft aufgebracht und an einer gewünschten Position abgekühlt wird, um eine kraftschlüssige Verbindung bereitzustellen. Letztlich kann die Schafthülse auch mittels Klemmverbindung, beispielsweise durch ein klemmendes Aufweiten oder eine Klemmschelle, Klemmschraube oder ähnliches am Werkzeugschaft befestigt werden. Die Schafthülse trägt die inneren Lagerbuchsen der Anschlaghülse. Die Anschlagtiefe wird durch die axiale Position der Schafthülse auf dem Werkzeugschaft sowie die Position der Anschlaghülse gegenüber den äußeren Lagerbuchsen definiert.
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Mit anderen Worten kann der Anschlag unmittelbar auf einen Schaft eines einstückigen Bohr-, Fräs- und / oder Senkwerkzeugs aufgeschoben und befestigt werden. Die Schafthülse koppelt die Anschlaghülse über ein Drehlager mit dem Werkzeugschaft eines in die Schafthülse einsetzbaren Rotationswerkzeugs. Der Werkzeugschaft ist vorteilhafterweise gewindefrei ausgeführt, d.h. er ist glatt und ohne Gewindeabschnitt ausgeführt. Hierdurch ergibt sich keine radiale Verdickung des Werkzeugschafts gegenüber dem Schaftnenndurchmesser. Die Schafthülse kann drehfest an einer axialen Position des Werkzeugschafts befestigt werden. Die Position der Schafthülse am Werkzeugschaft und die Position der Anschlaghülse an der Lagerbuche definieren die Eintauchtiefe des Werkzeugs, bis zu der die Anschlaghülse auf einer Oberfläche eines zu bearbeitenden Werkstücks aufsetzt. Wird eine hierdurch festgelegte Eintauchtiefe erreicht, sitzt ein stirnseitiger Anschlagring der Anschlaghülse auf der Werkzeugoberfläche auf, während sich das Werkzeug im Inneren frei mit der Schafthülse dreht, und die Anschlaghülse aufgrund der Gleit- oder Wälzlagerkopplung mit dem Verstellring auf der Bauteiloberfläche ruhen kann.
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Somit kann der Anschlag auf den Werkzeugschaft eines beliebigen Bohr-, Fräs- und / oder Senkwerkzeugs aufgeschoben und befestigt werden, und zur Festlegung einer Eindringtiefe des Werkzeugs an ein Bauteil eingestellt werden. Der Schaft des Werkzeugs kann unmittelbar in ein Spannfutter einer Drehmaschine oder einer Bohrmaschine eingespannt werden, so dass ein optimaler Rundlauf gewährleistet ist. Durch die Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung kann der Bearbeitungsschritt zudem optimal ausgerichtet werden. Der Ansetzwinkel des Werkzeugs kann optimal gewählt werden, wobei die Anschlaghülse keine mittelbare Verbindung zwischen Werkzeugkopf und antreibendem Bohrwerkzeug bildet, sondern lediglich auf dem Bohrschaft des Werkzeugs aufsetzt. Der Tiefenanschlag wird durch die Position der Schafthülse auf dem Bohrschaft sowie die relative axiale Position der frei drehbaren Anschlaghülse zur Schafthülse definiert.
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ZEICHNUNGEN
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Weitere Vorteile ergeben sich aus den vorliegenden Zeichnungsbeschreibungen. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es zeigen:
- 1 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung;
- 2 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung mit Werkzeug;
- 3 eine Außenansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung;
- 4 eine Draufsicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung nach 3 ohne Abdeckung des Grundkörpers;
- 5 eine Drahtgitterdarstellung einer Seitenansicht einer Ausführungsform nach 3;
- 6 eine Drahtgitterdarstellung eines Längsschnittes einer Ausführungsform sowie Querschnittes durch den Grundkörper nach 3;
- 7 eine Außenansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung;
- 8 eine Draufsicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung nach 7 ohne Abdeckung des Grundkörpers;
- 9 eine Schnittdarstellung durch eine Ausführungsform eines Anschlags sowie Darstellung eines Werkzeugs;
- 10 eine Schnittdarstellung durch eine Ausführungsform eines Anschlags sowie Darstellung eines Werkzeugs.
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In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert.
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1 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung 10. Die Unteransicht in 1a zeigt die einer Werkstückoberfläche zugewendete Unterseite der Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung 10. Dabei sind drei Tastelementen 24 und ein Durchgangsloch 22 sichtbar. Die drei Tastelemente 24 sind in Umfangsrichtung des Grundkörpers 18 gleichverteilt angeordnet um einen stabilen Stand und eine exakte Ausrichtung auf einer Ebene zu erreichen. An der Innenseite des Grundkörpers 18 ist eine Führungseinrichtung 206 in Form eines längsaxial ausgerichteten Stegs 201 angebracht. Das Durchgangsloch 22 dient zur Aufnahme eines Spanwerkzeugs mit einem Anschlag und hat einen Innendurchmesser, der einem Außendurchmesser eines Anschlags entspricht.
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1b zeigt einen Längsschnitt der Ausführungsform entlang der Schnittlinie A-A der 1a. Die drei Tastelemente 24 stehen an der Unterseite über den Grundkörper 18 über. Die Tastelemente 24 verlaufen jeweils in einem separaten länglichen Abschnitt des Grundkörpers, wobei der Grundkörper in diesem Bereich keinen zusammenhängenden Querschnitt aufweist sondern eine Art Dreibein ausbildet. Entlang der Innenoberfläche des Grundkörpers 18 ist ein Steg 201 angebracht. Dieser ist über die komplette Länge des Grundkörpers 18 ausgebildet. Bei einer Ausführung mit einem Pin wäre dieser nur über einen kürzen Abschnitt bezüglich der Länge des Grundkörpers 18 an der Innenseite des Grundkörpers 18 ausgebildet. An der Oberseite des Grundkörpers 18 ist eine Abdeckung 20 sowie eine Signaleinrichtung 38 in Form eines LED-Signalgebers 39 angebracht. Es ist ebenso eine Ausführung mit mehr als einem Signalgeber denkbar. Der LED-Signalgeber 39 wird aktiviert, sobald alle drei Tastelemente 24 in Kontakt mit der Werkstückoberfläche stehen und zeigt somit eine Ausrichtung an. Die axiale Position bzw. ein Überstand der Tastelemente 24 über die Unterseite des Grundkörpers 18 kann eingestellt werden, um eine abgewinkelte Ausrichtung von der Normalen der Werkstückoberfläche zu ermöglichen.
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Die Darstellung in 2a und 2b zeigt die Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung 10 mit eingebautem Anschlag 112 und Werkzeug 110. Der Anschlag 112 ist im Innern des Grundkörpers 18 eingebracht und über eine Führungseinrichtung 206 drehfest und axial verschieblich gelagert. Der Anschlag 112 weist dafür eine Nut 202 auf, in die der Steg 201 eingreift. Die Ansicht in 2a zeigt die Unterseite der Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung 10, wobei in dieser Ansicht der Werkzeugkopf 130 sichtbar ist.
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Der Längsschnitt in 2b entlang der Teilschnittlinien B-B zeigt, dass der Anschlag 112 nicht über die komplette Länge der Grundkörpers 18 ausgebildet ist. Der Anschlag 112 kann in axialer Längsrichtung innerhalb des Grundkörpers 18 verschoben werden, bis die Unterseite 204 des Anschlags 112 in einer Ebene mit der Unterseite des Grundkörpers 18 bzw. der Tastelemente 24 liegt. An der gegenüberliegenden Seite des Grundkörpers 18 überragt der Werkzeugschaft 128 die Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung 10. In den weiteren Ausführungen entspricht die Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung 10 der aus 1.
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3 zeigt eine dreidimensionale Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung 10. In der Außenansicht sind der Grundkörper 18, die Abdeckung 20 des Grundkörpers 18, die Signaleinrichtung 38, die Arretierschrauben 44 sowie eine Führungshülse 48 zum Einsatz eines Werkzeugschaftes (nicht dargestellt) sichtbar. Der Grundkörper 18 hat einen teilkreisförmigen Querschnitt, wobei an einer Seite eine Abflachung ausgebildet ist. Dadurch kann die Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung 10 auch in Eckbereichen bzw. Randbereichen eines Werkstücks mit einer angrenzenden Wand oder Stufe eingesetzt werden, wobei auch Bereich nahe der angrenzenden Wand bearbeitet werde können. Der Grundkörper 18 weist Aussparungen auf der dem Werkstück zugewandten Seite auf. Dadurch kann eine Abfuhr von Späne oder Schmiermittel während des Rotierens eines eingesetzten Werkzeugs gewährleistet werden. Die Oberfläche des Grundkörpers 18 ist strukturiert ausgebildet, um die Montage an einem Werkzeugschaft 14 zu erleichtern. Auf der Abdeckung 20 ist die Signaleinrichtung 38 in Form eines LED-Signalgebers 39 angebracht, die ein Ausrichtsignal abgeben kann. Die Arretierschrauben 44 dienen der Fixierung der Kontaktjustierschrauben (nicht sichtbar) zur Einstellung der Sensibilität des Schaltpunktes.
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Eine Draufsicht ohne Abdeckung 20 des Grundkörpers 18 der Werkzeug-Ausführungsform aus 3 zeigt 4. Ergänzend sind in dieser Draufsicht die Fixierschrauben 56 für die Abdeckung 20 sowie die Signaleinrichtung 38 dargestellt. Im Innern des Grundkörpers 18 sind die Schraubenkontaktbleche 30 in einer Draufsicht, die Schraubenköpfe der Kontaktjustierschrauben 42 sowie die Schraubenköpfe der Fixierschrauben 54 der Schraubenkontaktbleche 30 sichtbar. Die Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung 10 besitzt zwei getrennte Schraubenkontaktbleche 30, wobei in einem Schraubenkontaktblech 30 zwei Kontaktjustierschrauben 42 angebracht sind. Mit diesem Schraubenkontaktblech 30 steht ebenso die elektrische Stromquelle 34 in Kontakt, die mit den Fixierschrauben 50 montiert ist. Weiterhin ist mit diesem Schraubenkontaktbleche 30 die Signaleinrichtung 38 kontaktiert. Außerhalb des Grundkörpers 18 sind die Arretierschrauben 44 in einer Seitenansicht sichtbar, welche die Kontaktjustierschrauben 42 in einer gewissen Lage arretieren. Im Innern des Grundkörpers 18 ist ein Durchgangsloch 22 zur Durchführung einer Führungshülse oder zum direkten Einsatz eines Werkzeugs vorgesehen.
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5 zeigt eine Drahtgitterdarstellung einer Ausführungsform nach 3. Dargestellt ist eine Seitenansicht der Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung 10 von der Seite des abgeflachten Grundkörpers 18, der den Teilkreis ausbildet. Die Tastelemente 24 überragen an der Unterseite den Grundkörper 18, wobei die Tastelemente 24 in vertikaler Richtung hin zu einer Werkstückoberfläche verschieblich gelagert sind, sodass ein Kontakt zwischen Tastelemente 24, Federkontaktblech 28 und Kontaktjustierschraube 42 möglich ist. Die Federkontaktbleche 28 sind parallel versetzt zu den Schraubenkontaktblechen 30 angeordnet, wobei die Kontaktjustierschrauben 42 durch die Schraubenkontaktbleche 30 hindurchgesteckt oder eingeschraubt werden. Der Kontakt der Kontaktjustierschrauben 42 zu den Federkontaktblechen 28 erfolgt durch ein vertikales Verschieben der Tastelemente 24, wobei die Federkontaktbleche 28 an die Kontaktjustierschrauben 42 gerückt werden. Über den Kontakt zwischen Werkstück (nicht dargestellt), Tastelemente 24, Federkontaktblech 28, Kontaktjustierschraube 42 und Schraubenkontaktblech 30 wird der Stromkreis geschlossen. Aufgrund dessen sind die Federkontaktbleche 28 und Schraubenkontaktbleche 30 mehrteilig ausgebildet, um eine schaltbare Verbindung zwischen den einzelnen Segmentabschnitten auszubilden.
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Eine detaillierte Darstellung des inneren Aufbaus der Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung 10 zeigt 6. Die Kontaktjustierschrauben 42 sind über Aussparungen im Innern des Grundkörpers 18 von der Oberseite zugänglich, und können von dort in die Schraubenkontaktbleche 30 eingesetzt werden. Von der Außenseite des Grundkörpers 18 können die Kontaktjustierschrauben 42 mit jeweils einer zugehörigen Arretierschraube 44 in einer gewünschten vertikalen Lage fixiert werden, um eine Ausrichtungsrichtung gegenüber der Normalen einer Werkstückoberfläche festzulegen. Sind alle Schaltpunkte identisch, wird die Spanbearbeitung exakt in den Normalen durchgeführt. Über diese vertikale Lage wird die Sensibilität der Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung 10, d.h. der Schaltpunkt, ab wann der Stromkreis 38 geschlossen wird, bestimmt. Somit kann die Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung 10 für einen bestimmten Anpressdruck einer Bedienperson angepasst werden. Das mittlere Tastelement 24 ist nicht in einer Wirkungslinie mit der zugehörigen Kontaktjustierschraube 42 angeordnet, die beiden anderen Tastelemente 24 liegen in einer Ebene mit der zugehörigen Kontaktjustierschraube 42. Die Signaleinrichtung 38 ist mit einem Schraubenkontaktblech 30 leitend verbunden. In dieser Ansicht sind ebenso die Fixierschrauben 50 der elektrische Stromquelle 34 sowie die Fixierschrauben 56 der Abdeckung (nicht dargestellt) abgebildet.
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7 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung 10. Der Grundkörper 18 hat einen kreisförmigen Querschnitt und eignet sich somit für eine Bearbeitung von baulich nicht beschränkten Werkstückoberflächen. In den übrigen Ausführungen entspricht diese Darstellung der aus 3.
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In 8 ist eine Draufsicht auf eine Ausführungsform aus 7 ohne Abdeckung 20 des Grundkörpers 18 dargestellt. Der Grundkörper 18 weist einen kreisförmigen Querschnitt auf, wobei die Kontaktjustierschrauben 42 auf jeweils ein Drittel des Kreisumfangs angeordnet sind. In der Darstellung sind die Schraubenkontaktbleche 30 sichtbar, die Federkontaktbleche 28 sind in einer parallel versetzten Ebene unterhalb der Schraubenkontaktbleche 30 angeordnet und in dieser Ansicht nicht dargestellt. Ein Schraubenkontaktblech 30 stellt eine leitende Verbindung zwischen zwei Kontaktjustierschrauben 42, der elektrischen Stromquelle 34 und der Signaleinrichtung 38 her. Die elektrische Stromquelle 34 ist über die Fixierschrauben 50 an dem Grundkörper 18 angebracht. Das weitere Schraubenkontaktblech 30 ist über eine Fixierschraube 54 an dem Grundkörper 18 angebracht. Die Arretierschrauben 44 dienen dazu, die Kontaktjustierschrauben 42 in einer gewünschten Lage zu fixieren.
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Die 9 zeigt eine Ausführung eines Werkzeugs 110 mit einem Anschlag 112, ohne Darstellung der Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung 10. Das in 9a dargestellte Werkzeug 110 ist ein Senkwerkzeug und umfasst einen Werkzeugschaft 128 und einen Werkzeugkopf 130, der einen abgerundeten Einführzapfen 166 und eine Mehrzahl von Entgratungs- bzw. Senkschneiden 154 aufweist.
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Der Anschlag 112 umfasst, wie in 9b dargestellt, eine Anschlaghülse 116, die mittels zweier Kugellager 114, 146 frei drehbar um eine Schafthülse 122 gelagert ist. Die Schafthülse 122 kann axial auf den Werkzeugschaft 128 bis zum Werkzeugkopf 130 aufgeschoben und an einer axialen Stelle des Schafts 128, die die Anschlagtiefe definiert, mittels einer Klebeverbindung 138 am Schaft 128 drehfest kraftschlüssig verbunden werden. Die erste Lagerbuchse 118 des ersten und zweiten Kugellagers 114, 146 ist in der Innenwandung der Anschlaghülse 116 eingeklebt. Die zweite Lagerbuchse 120 des ersten Kugellagers ist auf der Schafthülse 122 mittels zweier Lagerringe 134 fixiert und kann gleichwohl auf der Schafthülse 122 aufgeklebt sein. Die zweite Lagerbuchse 120 des zweiten Kugellagers 146 ist durch einen Gegenlagerring 124 der Schafthülse 122 und einem Lagerring 134 arretiert. Die Anschlaghülse 116 kann sich über die beiden Lager 114, 146 gegenüber der Schafthülse 122 verdrehen. Die Schafthülse 122 ist kraftschlüssig auf dem Schaft 128 des Werkzeugs 110 verklebt, wobei die axiale Klebeposition die Anschlagtiefe des Werkzeugs 110 definiert. Das in der 9a, 9b dargestellte Werkzeug 110 eignet sich zum Einsatz in eine Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung nach einem der zuvor dargestellten Ausführungsformen.
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In den Figs. 10a und 10b ist in einer Seitendarstellung sowohl der Anschlag 112 als auch ein Werkzeug 110 in Form eines Senkwerkzeugs eines weiteren Ausführungsbeispiels dargestellt. Der Anschlag 112 umfasst eine Schafthülse 122, die auf dem Schaft 128 des Werkzeugs 110 aufgeschoben und drehfest verklemmt werden kann. Der axiale Endbereich 148 des Anschlags 112, der in Richtung des Bohrschafts 128 des eingeschobenen Werkzeugs 110 liegt, ist radial vergrößert und weist radial ausgerichtete Bohrungen auf, in denen Verspannschrauben 144 als Verspannmittel 142 eingreifen, um die Schafthülse 122 gegenüber dem Werkzeugschaft 128 des Werkzeugs 110 zu verspannen. Die Verspannschrauben 142 dienen zum drehfesten axialen Fixieren des Anschlags 112 auf dem Schaft 128 des Werkzeugs 110. Die Spannposition der Schafthülse 122 auf dem Schaft 128 definiert die Anschlagtiefe. Die Anschlaghülse 116 ist mittels zweier Lager 114 und 146 auf der Schafthülse 122 frei drehend gelagert. Jedes Lager 114, 146 weist eine erste äußere Lagerbuchse 118 und eine zweite innere Lagerbuchse 120 auf. Die innere Lagerbuchse 120 ist an der Schafthülse 122 zwischen einem Gegenlagerring 124 und einem Lagerring 134 geklemmt, während die äußere Lagerbuchse 118 an der Anschlaghülse 116 durch einen Klebstoff befestigt ist. Dazwischen ist entweder ein Gleitfilm oder es sind Kugel oder Zylinderwälzelemente angeordnet, um die Anschlaghülse 116 frei drehbar gegenüber der Schafthülse 122 zu lagern. Der Werkzeugschaft 128 des Werkzeugs 110 kann in die Schafthülse 122 eingeschoben werden, wobei die Verspannschrauben 144 in Eingriffsvertiefungen 152 des Bohrschafts 128 eingeschraubt werden können, um den Anschlag 112 drehfest auf dem Werkzeugschaft 128 zu arretieren. Durch die Eingriffsvertiefungen 152 ist die axiale Längsposition der Schafthülse 122 auf dem Werkzeugschaft 128 festgelegt, so dass die Anschlagtiefe durch die Lage der Eingriffsvertiefungen 152 definiert ist. Somit dienen die Eingriffsvertiefungen 152 einer erleichterten Befestigung, wobei bei einem Auswechseln des Werkzeugs 110 eine voreingestellte Anschlagtiefe beibehalten werden kann.
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In den in den Figs. 9 und 10 dargestellten Werkzeugen mit Anschlägen sind im Außenumfang der Anschläge keine Pins, Nuten oder Stege dargestellt, die selbstverständlich dazu gedacht werden können, um ein funktionelles Zusammenwirken mit einer Führungseinrichtung einer Ausrichtvorrichtung bereitstellen zu können.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Werkzeug-Ausrichtungsvorrichtung
- 18
- Grundkörper
- 19
- Oberseite des Grundkörpers
- 20
- Abdeckung des Grundkörpers
- 21
- Oberseite der Abdeckung
- 22
- Durchgangsloch
- 24
- Tastelemente
- 28
- Federkontaktblech
- 30
- Schraubenkontaktblech
- 34
- elektrische Stromquelle
- 38
- Signaleinrichtung
- 39
- LED-Signalgeber
- 42
- Kontaktjustierschraube
- 44
- Arretierschraube
- 46
- Bohrung des Schraubenkontaktblechs
- 50
- Fixierschraube für Batterie
- 52
- Fixierschraube für erstes Kontaktblech
- 54
- Fixierschraube für zweites Kontaktblech
- 56
- Fixierschraube für Abdeckung des Grundkörpers
- 110
- Werkzeug
- 112
- Anschlag
- 114
- Lager
- 116
- Anschlaghülse
- 118
- erste Lagerbuchse
- 120
- zweite Lagerbuchse
- 122
- Schafthülse
- 124
- Gegenlagerring
- 128
- Werkzeugschaft
- 130
- Werkzeugkopf
- 134
- Lagerring
- 138
- Klebeverbindung
- 142
- Verspannsmittel
- 144
- Verspannschrauben
- 146
- Zweites Lager
- 152
- Eingriffsvertiefung
- 154
- Schneide
- 156
- Anschlagring
- 166
- Werkzeugkopf-Einführzapfen
- 200
- Pin
- 201
- Steg
- 202
- Nut
- 204
- Unterseite des Anschlags
- 206
- Führungseinrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10154434 B4 [0005]
- DE 102013100130 A1 [0009]
