DE102017110647A1

DE102017110647A1 - Schneidwerkzeug zum zerspanenden Bearbeiten eines Festkörpers

Info

Publication number: DE102017110647A1
Application number: DE102017110647.2A
Authority: DE
Inventors: Robert H. Schmitt; Martin Jantzen; Christoph Voigtmann; Judith Bredemann
Original assignee: Rheinisch Westlische Technische Hochschuke RWTH
Current assignee: Rheinisch Westlische Technische Hochschuke RWTH
Priority date: 2017-05-16
Filing date: 2017-05-16
Publication date: 2018-11-22

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schneidwerkzeug zum zerspanenden Bearbeiten eines Festkörpers durch Rotation, mit einem eine Schneide (4) aufweisenden Bearbeitungsende (2) und einem einen Befestigungsschaft (5) aufweisenden Befestigungsende (3), einem Stromgenerator (7), mit dem aufgrund der Rotation des Schneidwerkzeugs Strom erzeugbar ist, und einer von dem Stromgenerator (7) mit Strom versorgbaren Elektronikschaltung (9), wobei der Stromgenerator (7) und die Elektronikschaltung (9) zwischen dem Bearbeitungsende (2) und dem Befestigungsende (3) fest und derart an dem Schneidwerkzeug angeordneten sind, dass die Schneide (4) zum Bearbeiten des Festkörpers und der Befestigungsschaft (5) zum Befestigen des Schneidwerkzeugs in der Antriebsvorrichtung frei sind, einem in Längsrichtung des Schneidwerkzeugs wenigstens vom Bearbeitungsende (2) bis zur Elektronikschaltung (9) hin verlaufenden ersten Kanal (12), einem in dem ersten Kanal (12) am Bearbeitungsende (2) angeordneten Temperatursensor (14) und einer in dem ersten Kanal (12) geführten Leitung (15), mit der der Temperatursensor (14) mit der Elektronikschaltung (9) verbunden ist, so dass der Elektronikschaltung (9) von dem Temperatursensor (14) erfasste Temperaturmesswerte zuführbar sind, wobei die Elektronikschaltung (9) ein Funkmodul (11) aufweist, mit dem die der Elektronikschaltung (9) zugeführten Temperaturmesswerte per Funk an einen Funkempfänger übertragbar sind. Auf diese Weise wird eine einfache Möglichkeit für ein temperaturüberwachtes zerspanendes Bearbeiten eines Festkörpers mittels eines Schneidwerkzeug angegeben.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schneidwerkzeug zum zerspanenden Bearbeiten eines Festkörpers durch Rotation mit einem Temperatursensor.
Die Werkzeugtemperatur hat einen maßgeblichen Einfluss auf die erzielbare Qualität und den Werkzeugverschleiß bei spanenden Fertigungsprozessen. Die Messung von Geräuschen ermöglicht Rückschlüsse auf mögliche Fehler und bei Bohrvorgängen auf die Position des Bohrers bei Multimaterialbauteilen. Die Integration eines vollständigen Messsystems in das Bohrwerkzeug ist bisher nicht gelöst. Im medizinischen Kontext können durch die Überwachung der Bohrertemperatur thermische Verletzungen von Nerven etc. vermieden werden. Die Geräuschanalyse gestattet den Rückschluss und die Anpassung des Bohrprozesses an das aktuelle Knochenmaterial (kompakt oder porös).
Aus der Praxis ist es bekannt, verschiedene Verfahren zur Erfassung der Temperatur der Bohrlochumgebung zu nutzen. Ein Verfahren ist die Temperaturmessung mit Wärmestrahlungs-Aufnehmer: Wärme entsteht bei spanenden Verfahren an der Schneide, die beim Bohren abgedeckt ist. Somit ist ein solches Verfahren für Bohrprozesse ungeeignet. Ein anderes Verfahren verwendet kontaktierende Temperatursensoren: Diese verändern den elektrischen Widerstandswert mit der Temperatur. Vorschläge basieren auf einem Sensor, der durch eine koaxiale Kavität durch den Bohrer an die Spitze geführt wird. Der Sensor wird mit dem feststehenden Teil des Bohrgeräts verbunden. Er ist an der Spitze geöffnet, um Kontakt zwischen Sensor u. Medium zu ermöglichen. Nachteilig ist, dass vorgebohrt werden muss. Ein extern angebrachtes Mikrofon kann die Bohrgeräusche aufnehmen. Jedoch werden in dieser Konfiguration Nebengeräusche erfasst.
Aus der EP 1 650 540 A2 ist ein Sensorsystem für eine spanabhebende Werkzeugmaschine bekannt, mit einer Energieversorgungseinheit, die aus einem magnetischen Wechselfeld induktiv Energie zur Versorgung einer Sensoreinrichtung der spanabhebenden Werkzeugmaschine bereitstellt, einer Sensoreinrichtung, die eine in der spanabhebenden Werkzeugmaschine auftretende Kraft und/oder ein Drehmoment und/oder den Körperschall in der spanabhebenden Werkzeugmaschine misst, und einer Daten-Sendeeinheit, die drahtlos Daten sendet, die sich auf einen Wert beziehen, der von der Sensoreinrichtung der spanabhebenden Werkzeugmaschine gemessen worden ist.
Weiterhin ist es aus dem Stand der Technik bekannt, in ein Bohrwerkzeug einen Temperatursensor zu integrieren, um während eines Bohrvorgangs die Temperatur des Bohrwerkzeugs überwachen zu können. Dazu wird exemplarisch verwiesen auf die EP 3 034 236 A1 , die WO 97/26833 A1 und die US 5,516,285 . Im Übrigen ist es aus der US 2015/0088183 A1 bekannt einen Bohrvorgang mittels der von einem Mikrofon aufgenommenen Bohrgeräusche zu überwachen.
All diesen aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen ist gemein, dass der Aufwand sehr hoch ist und spezielle Werkzeugmaschinen oder Zusatzeinrichtungen verwendet werden müssen.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine einfache und verlässliche Möglichkeit für ein temperaturüberwachtes zerspanendes Bearbeiten eines Festkörpers mittels eines Schneidwerkzeug anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Insofern liegt die Erfindung in einem Schneidwerkzeug zum zerspanenden Bearbeiten eines Festkörpers durch Rotation zugrunde, mit
einem eine Schneide zum Bearbeiten des Festkörpers aufweisenden Bearbeitungsende und
einem einen Befestigungsschaft zum Befestigen des Schneidwerkzeugs in einer zum Rotieren des Schneidwerkzeugs vorgesehenen Antriebsvorrichtung aufweisenden Befestigungsende,
einem Stromgenerator, mit dem aufgrund der Rotation des Schneidwerkzeugs Strom erzeugbar ist, und einem von dem Stromgenerator mit Strom versorgbaren Elektronikschaltung, wobei der Stromgenerator und die Elektronikschaltung zwischen dem Bearbeitungsende und dem Befestigungsende fest und derart an dem Schneidwerkzeug angeordneten sind, dass die Schneide zum Bearbeiten des Festkörpers und der Befestigungsschaft zum Befestigen des Schneidwerkzeugs in der Antriebsvorrichtung frei sind,
einem in Längsrichtung des Schneidwerkzeugs vom Bearbeitungsende bis zur Elektronikschaltung hin verlaufenden ersten Kanal,
einem in dem ersten Kanal am Bearbeitungsende angeordneten Temperatursensor und
einer in dem ersten Kanal geführten Leitung, mit der der Temperatursensor mit der Elektronikschaltung verbunden ist, so dass der Elektronikschaltung von dem Temperatursensor erfasste Temperaturmesswerte zuführbar sind, wobei
die Elektronikschaltung ein Funkmodul aufweist, mit dem die der Elektronikschaltung zugeführten Temperaturmesswerte per Funk an einen Funkempfänger übertragbar sind.
Wesentlich für die Erfindung ist also, dass das Schneidwerkzeug selbst schon mit dem Stromgenerator und der Elektronikschaltung ausgestattet ist, und zwar in einer derartigen Form, dass das Schneidwerkzeug wie ein herkömmliches Schneidwerkzeug einsetzbar ist, nämlich mittels seines Befestigungsschafts in einer zum Rotieren des Schneidwerkzeugs vorgesehenen Antriebsvorrichtung befestigt werden kann. Auf diese Weise muss keine spezielle Werkzeugmaschine als Antriebsvorrichtung bereitgestellt werden. Vielmehr kann praktisch jede herkömmliche Werkzeugmaschine als Antriebsvorrichtung für das erfindungsgemäße Schneidwerkzeug verwendet werden. Dabei sind der Stromgenerator und der Elektronikschaltung fest, insbesondere verdrehsicher, an dem Schneidwerkzeug befestigt.
Wenn es vorliegend heißt, dass das Schneidwerkzeug zum zerspanenden Bearbeiten eines Festkörpers durch Rotation vorgesehen ist, so ist damit die Bearbeitung eines Werkstücks gemeint als auch die Bearbeitung von Knochen und/oder Zähnen bei medizinischen oder veterinärmedizinischen Anwendungen. Bei diesen medizinischen oder veterinärmedizinischen Anwendungen kann es natürlich auch dazu kommen, dass Weichgewebe bearbeitet wird, was natürlich ebenfalls unter die Erfindung fällt.
Grundsätzlich ist es nicht erforderlich, dass das Schneidwerkzeug noch weitere Sensoren aufweist. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass das Schneidwerkzeug einen zwischen dem Bearbeitungsende und dem Befestigungsende fest und derart an dem Schneidwerkzeug angeordneten Körperschallsensor aufweist, dass die Schneide zum Bearbeiten des Festkörpers und der Befestigungsschaft zum Befestigen des Schneidwerkzeugs in der Antriebsvorrichtung frei sind, wobei der Körperschallsensor derart mit der Elektronikschaltung verbunden ist, dass von dem Körperschallsensor erfasste Schallmesswerte der Elektronikschaltung zuführbar sind, und das Funkmodul derart eingerichtet ist, dass auch die der Elektronikschaltung zugeführten Schallmesswerte per Funk an einen Funkempfänger übertragbar sind. Auf diese Weise stehen zur Überwachung des Bohrvorgangs nicht nur Temperaturmesswerte, sondern auch Körperschallmesswerte zur Verfügung, was z.B. dafür verwendet werden kann, festzustellen, in welche Art von Festkörpermedium gerade gebohrt wird.
Grundsätzlich können die Einrichtungen, wie der Stromgenerator und die Elektronikschaltung sowie, sofern vorgesehen, der Körperschallsensor, ohne zusätzliches Gehäuse an dem Schneidwerkzeug befestigt sein. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass das Schneidwerkzeug ein zwischen dem Bearbeitungsende und dem Befestigungsende fest, insbesondere verdrehfest, und derart an dem Schneidwerkzeug angeordnetes Elektronikgehäuse aufweist, dass die Schneide zum Bearbeiten des Festkörpers und der Befestigungsschaft zum Befestigen des Schneidwerkzeugs in der Antriebsvorrichtung frei sind, wobei der Stromgenerator und/oder die Elektronikschaltung und/oder der Körperschallsensor in dem Elektronikgehäuse angeordnet sind. Die Anordnung dieser Einrichtungen in dem Elektronikgehäuse ist unter Anderem insofern vorteilhaft, als dass diese auf diese Weise vor äußeren Einflüssen, wie der Beaufschlagung durch abgetragenes Bohrmaterial aus dem bearbeiteten Festkörper, geschützt sind. Im Bereich der medizinischen oder veterinärmedizinischen Anwendungen hat dies aber auch den Vorteil, ein steriles Schneidwerkzeug zur Verfügung stellen zu können. In diesem Zusammenhang ist es ganz besonders bevorzugt, wenn das Elektronikgehäuse nach außen hin vollständig geschlossen ist, vorzugsweise vollständig versiegelt ist.
Für das Elektronikgehäuse sind unterschiedliche Formen und Anordnungen an dem Schneidwerkzeug denkbar. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass das Elektronikgehäuse zylinderförmig ist und derart an dem Schneidwerkzeug angeordnet ist, dass die Längsachse des Elektronikgehäuses identisch verläuft wie die Längsachse des Schneidwerkzeugs. Auf diese Weise kann nicht nur erreicht werden, dass das Elektronikgehäuse mit seinen darin vorgesehenen Einrichtungen nur relativ wenig Platz in Anspruch nimmt. Vielmehr kann auf diese Weise auch erreicht werden, dass der Rundlauf des Schneidwerkzeugs durch die zusätzlichen Einrichtungen nur wenig beeinflusst wird.
In diesem Zusammenhang ist insofern gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass das Elektronikgehäuse wenigstens ein Auswuchtgewicht aufweist, um einer Unwucht bei der Rotation des Schneidwerkzeugs entgegenzuwirken. Insbesondere durch das Vorsehen einer Mehrzahl von Auswuchtgewichten können Unwuchten auf ein Minimum reduziert werden.
Grundsätzlich sind unterschiedliche Arten von Stromgeneratoren einsetzbar. Vorzugsweise weist der Stromgenerator jedoch eine Mehrzahl von mit Draht umwickelte Ferritstäbe auf.
Weiterhin ist der Temperatursensor vorzugsweise derart in dem ersten Kanal angeordnet, dass keine Bohrkräfte auf ihn wirken. In diesem Zusammenhang ist vorzugsweise insbesondere vorgesehen, dass der erste Kanal zum Bearbeitungsende hin offen ist und der Temperatursensor dort derart in dem ersten Kanal angeordnet ist, dass er in einen wärmeleitenden Klebstoff eingebettet ist und bündig mit einer Endfläche des Bearbeitungsendes abschließt.
Als Thermoelement ist vorzugsweise ein Heißleiter (NTC), ein Kaltleiter (PTC) oder ein Platinwiderstand, wie ein Pt100-Widerstand, vorgesehen.
Das Schneidwerkzeug ist vorzugsweise ein Bohrwerkzeug oder ein Fräswerkzeug, vorzugsweise ein Spiralbohrer oder Einlippenbohrer, ganz besonders ein medizinisches Bohrwerkzeug.
Der erste Kanal dient zur Aufnahme der Leitung, mit der der Temperatursensor mit der Elektronikschaltung verbunden ist. Im Übrigen ist vorzugsweise ein zweiter Kanal vorgesehen, der in dem Schneidwerkzeug parallel zu dem ersten Kanal verläuft und als Kühlkanal wirkt.
Die Elektronikschaltung ist vorzugsweise als Mikrocontroller ausgeführt. Vorzugsweise weist sie eine analoge Verstärkerschaltung für die Temperaturmessung auf. Im Übrigen ist die Elektronikschaltung vorzugsweise mit einem A/D-Konverter zur Quantisierung der verstärkten Temperaturmesswerte ausgestattet. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Funkmodul eine Bluetooth-Low-Energy-Verbindung, eine WLAN-Verbindung oder/und eine ZigBee-Verbindung zu dem Funkempfänger bereitstellt.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist außerdem vorgesehen, dass von dem Stromgenerator eine Wechselspannung erzeugbar ist und an dem Schneidwerkzeug ein Gleichrichter angeordnet ist, mit dem die Wechselspannung in eine Gleichspannung konvertierbar und dabei vorzugsweise auch stabilisierbar ist.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen weiter beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:

1 schematische ein Schneidwerkzeug gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
2 eine perspektivische Darstellung des Schneidwerkzeugs gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung und
3 eine Draufsicht auf das Bearbeitungsende des Schneidwerkzeugs gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Das aus 1 schematisch ersichtliche Schneidwerkzeug gemäß dem vorliegend bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung beruht auf einem handelsüblichen 5 mm-Spiralbohrer 1. Der Spiralbohrer 1 weist ein Bearbeitungsende 2 auf, an dem eine Schneide 4 zum zerspanenden Bearbeiten eines Festkörpers angeordnet ist. Am anderen Ende weist der Spiralbohrer 1 ein Befestigungsende 3 mit einem Befestigungsschaft 5 zum Befestigen des Spiralbohrers 1 in einer zum Rotieren des Spiralbohrers 1 vorgesehenen, nicht weiter dargestellten Bohrmaschine auf.
Zwischen dem Bearbeitungsende 2 und dem Befestigungsende 3 ist ein zylindrisches Elektronikgehäuse 6 koaxial und fest, insbesondere nämlich verdrehgeschützt, an dem Spiralbohrer 1 angeordnet. Diese Anordnung des Elektronikgehäuses 6 an dem Spiralbohrer 1 ist derart, dass die Schneide 4 zum Bearbeiten des Festkörpers und der Befestigungsschaft 5 zum Befestigen des Spiralbohrers 1 in der Bohrmaschine frei sind, also für die zerspanende Bearbeitung des Festkörpers bzw. zum Befestigen des Spiralbohrers 1 in der Bohrmaschine genutzt werden können. Die koaxiale Anordnung des Elektronikgehäuses 6 sorgt für geringe Unwuchten, die weiter mittels an geeigneter Stelle eingebrachter Auswuchtgewichte 16 auf ein Minimum reduziert werden können.
In dem Elektronikgehäuse 6 sind weiterhin ein Stromgenerator 7 mit zwei mit Kupferdraht umwickelte Ferritstäbe 8, eine Elektronikschaltung 9 in Form eines Mikrocontrollers und ein Körperschallsensor 10 in Form eines Mikrofons vorgesehen. Die Ferritstäbe 8 mit ihrer Bewicklung mit Kupferdraht sind auf einem definierten Teilkreis in einem Winkel von 60 Grad angeordnet. Mit dem Stromgenerator 7 ist aufgrund der Rotation des Spiralbohrers 1 im Bohrbetrieb ein Strom erzeugbar, mit dem die Elektronikschaltung 9 versorgt wird. Dies ist möglich, wenn an der Bohrmaschine als Stator eine Anordnung aus einer Mehrzahl wechselseitig gepolter Permanentmagnete so befestigt wird, dass die Ferritstäbe 8 bei ihrer Rotation an den Permanentmagneten vorbei einer magnetischen Wechseldurchflutung ausgesetzt sind. Der Abstand zwischen den rotierenden Ferritstäben 8 und den feststehenden Permanentmagneten ist dabei auf wenige zehntel Millimeter eingestellt. Die Permanentmagnete sind Scheibenmagnete mit einem Durchmesser von 5 mm und einer Höhe von 2 mm aus Neodym eingesetzt. Die Ferritstäbe 8 haben ebenfalls einen Durchmesser von 5 mm. Der Stromgenerator 7 ist also Teil eines ein Wechselstromgenerator, der so bemessen ist, dass bei der angestrebten Schnittgeschwindigkeit der Bohrmaschine beim Bohrvorgang genügend Spannung erzeugt wird. Die Wechselspannung, die der Stromgenerator 7 liefert, wird gleichgerichtet und stabilisiert.
In Längsrichtung des Spiralbohrers 1 verlaufen über die gesamte Länge des Spiralbohrers ein erster Kanal 12 und parallel dazu ein zweiter Kanal 13, die jeweils einen Innendurchmesser von 0,6 mm aufweisen. Der Kanal 13 wirkt als Kühlkanal. In dem ersten Kanal 12 ist am Bearbeitungsende 2 ein Temperatursensor 14 in Form eines Platinwiderstandes (Pt1000) angeordnet.
Der Temperatursensor 14 ist im Bereich der Schneide 14 derart befestigt, dass keine Schneidkräfte auf ihn wirken und die Temperatur des zu zerspanenden Festkörpers zuverlässig erfasst wird. Dies wird dadurch gewährleistet, dass der Temperatursensor 14 in dem ersten Kanal 12 im Bereich einer Freifläche hinter der Schneide 4 mit einem nicht im Einzelnen dargestellten wärmeleitenden Klebstoff eingebettet ist und bündig mit der Freifläche des Bearbeitungsendes 2 des Spiralbohrers 1 abschließt.
Der Temperatursensor 14 ist mittels einer in dem ersten Kanal 12 geführten zweiadrigen Leitung 15 mit der Elektronikschaltung 9 verbunden, so dass der Elektronikschaltung 9 von dem Temperatursensor 14 erfasste Temperaturmesswerte zuführbar sind. Die Elektronikschaltung 9 weist ein Funkmodul 11 auf, mit dem die der Elektronikschaltung 9 zugeführten Temperatumesswerte per Funk an einen nicht weiter dargestellen Funkempfänger übertragbar sind.
Auch der Körperschallsensor 10 ist derart mit der Elektronikschaltung 9 verbunden, dass von dem Körperschallsensor 10 erfasste Schallmesswerte der Elektronikschaltung 9 zuführbar sind. Dabei ist das Funkmodul 11 derart eingerichtet, dass auch die der Elektronikschaltung 9 zugeführten Schallmesswerte per Funk an einen Funkempfänger übertragbar sind.
Von der Elektronikschaltung 9 werden die von dem Temperatursensor 14 erfassten Temperaturmesswerte analog verstärkt, dann digitalisiert und schließlich über das Funkmodul 11, das eine Bluetooth-Low-Energy-Verbindung zu dem Funkempfänger bereitstellt, in einem Intervall von 0,1 Sekunden an den Funkempfänger gesandt. Außerdem werden von dem Bohrvorgang herrührende Geräusche über ein in dem Elektronikgehäuse 6 angeordneten Körperschallsensor 10 erfasst, digitalisiert und über dieselbe Funkverbindung übertragen.
Das Elektronikgehäuse 6 und die Anordnung der Bauteile in dessen Innerem sind derart ausgeführt, dass die Funkverbindung nicht durch metallische Teile beeinträchtigt wird und andererseits die Funktion der Stromerzeugung für die Elektronikschaltung 9 gewährleistet wird.
2 zeigt eine perspektivische Darstellung des Schneidwerkzeugs gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Aus der Darstellung in 2 erhält man einen guten Eindruck über die Größenverhältnisse der einzelnen Einrichtungen des Schneidwerkzeugs zueinander. Es wird deutlich, dass aufgrund der gewählten Anordnung des Elektronikgehäuses 6 im Mittenbereich des Spiralbohrers 1, der Spiralbohrer 1 wie ein herkömmlicher Bohrer gehandhabt werden kann, nämlich sowohl was das Einspannen in ein Bohrfutter einer Bohrmaschine angeht also auch was das Bearbeitungsende 2 mit der dort vorgesehenen Schneide 4 für den eigentlichen Bohrvorgang angeht.
Aus 3 ist schließlich eine Draufsicht auf das Bearbeitungsende 2 des Spiralbohrers 1 mit der Schneide 4 und den bearbeitungsseitigen Enden des ersten Kanals 12 und des zweiten Kanals 13 ersichtlich. Während der zweite als Kühlkanal wirkende Kanal 13 offen ist, ist in dem ersten Kanal 12 der Temperatursensor 14 vorgesehen, nämlich, wie oben beschrieben, mittels eines wärmeleitenden Klebstoffs in das Ende des ersten Kanals 12 eingeklebt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Elektronik also integraler Bestandteil des Bohrsystems. Daraus ergeben sich folgende Vorteile:

- Einfachste Handhabung und Austauschbarkeit des Bohrsystems mit herkömmlichen Bohrwerkzeugen ohne Sensorik möglich
- Eindeutige Identifikation des Bohrsystems über die Funkschnittstelle möglich
- Eindeutige Verknüpfung von Kalibrierdaten (Temperatur, Geräusch) und Bohrsystem möglich
- Überwachung von Betriebsdaten (Drehzahl, Laufzeit, Lebensdauer) ohne zusätzliche Installationen, bzw. Hilfsmittel möglich
- Autarker Betrieb möglich
- Vollständige Kapselung der Elektronik möglich

Bezugszeichenliste

Spiralbohrer	1
Bearbeitungsende	2
Befestigungsende	3
Schneide	4
Befestigungsschaft	5
Elektronikgehäuse	6
Stromgenerator	7
Ferritstäbe	8
Elektronikschaltung	9
Körperschallsensor	10
Funkmodul	11
erster Kanal	12
zweiter Kanal	13
Temperatursensor	14
Leitung	15
Auswuchtgewichte	16

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

EP 1650540 A2 [0004]
EP 3034236 A1 [0005]
WO 9726833 A1 [0005]
US 5516285 [0005]
US 2015/0088183 A1 [0005]

Claims

Schneidwerkzeug zum zerspanenden Bearbeiten eines Festkörpers durch Rotation, mit einem eine Schneide (4) zum Bearbeiten des Festkörpers aufweisenden Bearbeitungsende (2) und einem einen Befestigungsschaft (5) zum Befestigen des Schneidwerkzeugs in einer zum Rotieren des Schneidwerkzeugs vorgesehenen Antriebsvorrichtung aufweisenden Befestigungsende (3), einem Stromgenerator (7), mit dem aufgrund der Rotation des Schneidwerkzeugs Strom erzeugbar ist, und einer von dem Stromgenerator (7) mit Strom versorgbaren Elektronikschaltung (9), wobei der Stromgenerator (7) und die Elektronikschaltung (9) zwischen dem Bearbeitungsende (2) und dem Befestigungsende (3) fest und derart an dem Schneidwerkzeug angeordneten sind, dass die Schneide (4) zum Bearbeiten des Festkörpers und der Befestigungsschaft (5) zum Befestigen des Schneidwerkzeugs in der Antriebsvorrichtung frei sind, einem in Längsrichtung des Schneidwerkzeugs wenigstens vom Bearbeitungsende (2) bis zur Elektronikschaltung (9) hin verlaufenden ersten Kanal (12), einem in dem ersten Kanal (12) am Bearbeitungsende (2) angeordneten Temperatursensor (14) und einer in dem ersten Kanal (12) geführten Leitung (15), mit der der Temperatursensor (14) mit der Elektronikschaltung (9) verbunden ist, so dass der Elektronikschaltung (9) von dem Temperatursensor (14) erfasste Temperaturmesswerte zuführbar sind, wobei die Elektronikschaltung (9) ein Funkmodul (11) aufweist, mit dem die der Elektronikschaltung (9) zugeführten Temperaturmesswerte per Funk an einen Funkempfänger übertragbar sind.
Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, mit einem zwischen dem Bearbeitungsende (2) und dem Befestigungsende (3) fest und derart an dem Schneidwerkzeug angeordneten Körperschallsensor (10), dass die Schneide (4) zum Bearbeiten des Festkörpers und der Befestigungsschaft (5) zum Befestigen des Schneidwerkzeugs in der Antriebsvorrichtung frei sind, wobei der Körperschallsensor (10) derart mit der Elektronikschaltung (9) verbunden ist, dass von dem Körperschallsensor (10) erfasste Schallmesswerte der Elektronikschaltung (9) zuführbar sind, und das Funkmodul (11) derart eingerichtet ist, dass auch die der Elektronikschaltung (9) zugeführten Schallmesswerte per Funk an einen Funkempfänger übertragbar sind.
Schneidwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, mit einem zwischen dem Bearbeitungsende (2) und dem Befestigungsende (3) fest und derart an dem Schneidwerkzeug angeordneten Elektronikgehäuse (6), dass die Schneide (4) zum Bearbeiten des Festkörpers und der Befestigungsschaft (5) zum Befestigen des Schneidwerkzeugs in der Antriebsvorrichtung frei sind, wobei der Stromgenerator (7) und/oder die Elektronikschaltung (6) und/oder der Körperschallsensor (10) in dem Elektronikgehäuse (6) angeordnet sind.
Schneidwerkzeug nach Anspruch 3, wobei das Elektronikgehäuse (6) nach außen hin vollständig geschlossen ist.
Schneidwerkzeug nach Anspruch 3 oder 4, wobei das Elektronikgehäuse (6) zylinderförmig ist und derart an dem Schneidwerkzeug angeordnet ist, dass die Längsachse des Elektronikgehäuses (6) identische verläuft wie die Längsachse des Schneidwerkzeugs.
Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei das Elektronikgehäuse (6) wenigstens ein Auswuchtgewicht (16) aufweist, um einer Unwucht bei der Rotation des Schneidwerkzeugs entgegenzuwirken.
Schneidwerkzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der erste Kanal (12) zum Bearbeitungsende (2) hin offen ist und der Temperatursensor (14) dort derart in dem ersten Kanal (12) angeordnet ist, dass er in einen wärmeleitenden Klebstoff eingebettet ist und bündig mit einer Endfläche des Bearbeitungsendes (2) abschließt.
Schneidwerkzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Schneidwerkzeug ein Bohrwerkzeug oder ein Fräswerkzeug, vorzugsweise ein Spiralbohrer (1) oder Einlippenbohrer, ganz besonders ein medizinisches Bohrwerkzeug ist.
Schneidwerkzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei ein zweiter Kanal (13) vorgesehen ist, der in dem Schneidwerkzeug parallel zu dem ersten Kanal (12) verläuft und als Kühlkanal wirkt.