DE10338754A1

DE10338754A1 - Werkzeug zur spanlosen Erzeugung eines Gewindes und Verfahren zur Herstellung eines Werkzeugs zur spanlosen Gewindeerzeugung

Info

Publication number: DE10338754A1
Application number: DE2003138754
Authority: DE
Inventors: Thomas Zeus; Helmut Glimpel
Original assignee: Emuge Werk Richard Glimpel GmbH and Co KG Fabrik fuer Praezisionswerkzeuge
Current assignee: Emuge Werk Richard Glimpel GmbH and Co KG Fabrik fuer Praezisionswerkzeuge
Priority date: 2003-08-23
Filing date: 2003-08-23
Publication date: 2005-03-24
Anticipated expiration: 2023-08-24
Also published as: DE10338754B4; DE10338754C5

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zur spanlosen Erzeugung eines Gewindes, insbesondere zur Erzeugung eines Innengewindes, das wenigstens einen um eine Werkzeugachse (A) drehbaren oder drehenden Werkzeugschaft (2) und wenigstens ein den Werkzeugschaft (2) in seinem Umfang umschließendes Formgebungselement (9) zum Erzeugen des Gewindes in einem Werkstück umfasst, wobei zumindest eine der Werkzeugachse (A) zugewandte oder von der Werkzeugachse abgewandte und wenigstens teilweise um die Werkzeugachse (A) umlaufende Kontaktinnenfläche (10) des Formgebungselements (9) mit einer korrespondierenden Kontaktaußenfläche (11) des Werkzeugschafts (2) fest verbunden bzw. fest verbindbar ist zur Übertragung eines Drehmoments vom Werkzeugschaft (2) auf das Formgebungselement (9). Ferner betrifft die Erfindung Verfahren zur Herstellung eines Werkzeugs zur spanlosen Gewindeerzeugung, bei dem wenigstens ein Aufsatz mit zumindest einer zur Werkzeugachse (A) ausgerichteten und wenigstens teilweise um die Werkzeugachse (A) umlaufenden Kontaktinnenfläche (10) auf einen Weerkzeugschaft (2) aufgesetzt wird, bei dem wenigstens eine Kontaktinnenfläche (10) des Aufsatzes mit einer korrespondierenden Kontaktaußenfläche (11) des Werkzeugschafts (2) fest verbunden wird und bei dem anschließend in einer von der Werkzeugachse (A) weg weisenden Außenfläche des Aufsatzes ein Formgebungsgewinde (5) erzeugt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zur spanlosen Erzeugung eines Gewindes, insbesondere zur Erzeugung eines Innengewindes und ein Verfahren zur Herstellung eines Werkzeugs zur spanlosen Gewindeerzeugung.
Die spanlose Gewindeerzeugung basiert auf einer Umformung des Werkstücks. Hierfür sind Gewindeerzeugungswerkzeuge bekannt und im Einsatz, die durch Druck eine Kaltverformung des Werkstückes erzielen. Unter diese spanlosen Gewindeerzeuger fallen die sogenannten Gewindefurcher.
Bekannte Gewindefurcher, insbesondere zur Innengewindeerzeugung, umfassen einen Werkzeugschaft und einen an diesem ausgebildeten Arbeitsbereich. Der Werkzeugschaft ist in der Regel zylindrisch ausgeführt und mit seinem dem Werkstück abgewandten Ende im Spannfutter einer Gewindeerzeugungseinrichtung aufgenommen und gehalten. Der Arbeitsbereich ist mit einem entlang des Umfangs spiralförmig umlaufenden Gewinde versehen, das die Gegenform zu dem zu erzeugenden Gewinde darstellt.
Zur Erzeugung eines Gewindes, beispielsweise in einer bereits vorhandenen Bohrung wird der Gewindefurcher in der Regel mit dem Arbeitsbereich voran mit einem entsprechenden Vorschub und unter Drehung um die Längsachse des Werkzeugschafts in die Bohrung eingeführt. Dabei werden die Zähne bzw. Formkeile des Gewindes am Gewindefurcher in die Oberfläche des Werkstücks bzw. der Bohrung gedrückt. Der Werkstoff des Werkstücks wird dabei vorwiegend radial, also senkrecht zur der Längsachse der Bohrung weggedrückt. Ein Teil des so verformten Materials wird verfestigt, ein anderer Teil in die Vertiefungen bzw. Rillen zwischen den Formkeilen bzw. Zähnen des Gewindefurchers gedrängt, wodurch schließlich ein Gewinde im Werkstück erzeugt wird.
Die bei diesem Gewindeerzeugungsvorgang auftretenden hohen Umformkräfte, teilweise verstärkt durch abrasive Werkstückmaterialen, können zu einem Verschleiß der Formkeile des Gewindes im Arbeitsbereich führen. Um diesen Verschleiß zu vermindern ist es bekannt den Gewindefurcher aus einem Material mit hoher Härte anzufertigen. In diesem Fall ist der Gewindefurcher jedoch aufgrund der damit einhergehenden geringeren Zähigkeit des Materials häufig nicht in der Lage das Furchmoment prozesssicher aufzunehmen. Es besteht dann die Gefahr eines Bruchs des Gewindeerzeugungswerkzeugs, vornehmlich im Bereich des Werkzeugschafts.
Es ist ferner bekannt den Gewindefurcher bzw. den Arbeitsbereich des Gewindefurchers an seiner Oberfläche mit einem harten Material zu beschichten, um seine Verschleißfestigkeit zu erhöhen. Dass kann beispielsweise eine im PVD (physical vapour deposition)- oder CVD (chemical vapour deposition)-Verfahren aufgetragene Verschleißschutzschicht, zum Beispiel aus Titannitrit oder Titancarbonitrit, sein. Die Verschleißschutzschicht ist jedoch in der Regel nur wenige Mikrometer dick und kann bei extremen Belastungen beschädigt werden.

Eine weitere Möglichkeit den Verschleiß der Formkeile im Arbeitsbereich eines Gewindefurchers zu verringern beschreibt DE 39 34 621 C2 . Das Werkzeug zur spanlosen Formgebung eines Gewindes umfasst einen zylindrischen Einspannschaft und einen Formgebungsbereich mit von der Kreisform abweichendem polygonalem Querschnitt und dem herzustellenden Gewinde entsprechenden Gewindefurchen am Außenumfang. Im Bereich der Querschnittsecken des Formgebungsbereichs sind zylindrische Leisten aus besonders hartem und verschleißfestem Werkstoff in korrespondierende axial verlaufende Nuten des Formgebungsbereichs eingelötet. Die zylindrischen Leisten weisen eine den Gewindefurchen angepasste Profilierung am Außenumfang auf.

Allerdings ist die Fertigung des Werkzeugs durch das Einsetzen der zylindrischen Leisten sehr aufwändig und teuer. Probleme ergeben sich auch beim Schleifen des Werkzeugs, da sowohl Bereiche hoher Härte als auch Bereiche hoher Zähigkeit gleichzeitig zu bearbeiten sind, was hohe Anforderungen an des Schleifwerkzeug stellt.

Aus DE 101 36 293 A1 ist ein Gewindeformer mit einem Werkzeugschaft, der an einem Ende einen Einspannabschnitt und am anderen Ende einen Formprofilabschnitt aufweist, bekannt. Bei dem Gewindeformer ist der Formprofilabschnitt als separates Profilelement ausgebildet, das außen einen Einlaufkegel aufweist und mittels einer Befestigungsvorrichtung zentrisch und unverdrehbar am Schaft befestigbar ist. Die Befestigungsvorrichtung kann eine Schraube oder ein Gewindezapfen am Schaft sein. Ferner kann das Profilelement auch am Schaft angelötet sein. Das Profilelement ist vorzugsweise plattenförmig ausgeführt und an der Stirnseite des Schafts angesetzt. An der dem Schaft zugewandten Seite des Profilelements und an der Stirnseite des Schafts können Vorsprünge oder Vertiefungen ausgeformt sein, die formschlüssig ineinander greifen.

Dieses Werkzeug ist ebenfalls aufwändig in der Herstellung, vor allem wenn eine Profilplatte mit Schraubverbindung eingesetzt wird. Ferner weist das plattenförmige Profilelement in der Regel nur wenige Profilgänge auf, was sich in der Praxis als nachteilig erweisen kann.

Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein Gewindeerzeugungswerkzeug anzugeben, bei dem die vorgenannten Nachteile beim Stand der Technik wenigstens teilweise überwunden oder zumindest vermindert werden.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Werkzeugs zur Gewindeerzeugung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und hinsichtlich des Verfahrens zur Herstellung eines Werkzeugs zur spanlosen Gewindeerzeugung mit den Merkmalen des Anspruchs 28 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den von Anspruch 1 und Anspruch 28 abhängigen Ansprüchen.

Das Werkzeug zur spanlosen Erzeugung eines Gewindes, insbesondere zur Erzeugung eines Innengewindes, gemäß Anspruch 1 umfasst wenigstens einen um eine Werkzeugachse drehbaren oder drehenden Werkzeugschaft und wenigstens ein den Werkzeugschaft in seinem Umfang umschließendes Formgebungselement zum Erzeugen des Gewindes in einem Werkstück, wobei zumindest eine der Werkzeugachse zugewandte oder von der Werkzeugachse abgewandte und wenigstens teilweise um die Werkzeugachse umlaufende Kontaktinnenfläche (oder: innere Umfangsfläche) des Formgebungselements mit einer korrespondierenden Kontaktaußenfläche (oder: äußeren Umfangsfläche) des Werkzeugschafts fest verbunden bzw. fest verbindbar ist zur Übertragung eines Drehmoments vom Werkzeugschaft auf das Formgebungselement.

Bei dem Verfahren zur Herstellung eines Werkzeugs zur spanlosen Gewindeerzeugung, gemäß Anspruch 28, wird ein Werkzeugschaft hergestellt oder bereitgestellt, der um eine Werkzeugachse drehbar ist, wird auf den Werkzeugschaft wenigstens ein Aufsatz mit zumindest einer der Werkzeugachse zugewandten oder von der Werkzeugachse abgewandten und wenigstens teilweise um die Werkzeugachse umlaufenden Kontaktinnenfläche (oder: innere Umfangsfläche) aufgesetzt, wird wenigstens eine Kontaktinnenfläche des Aufsatzes mit einer korrespondierenden Kontaktaußenfläche (oder: äußeren Umfangsfläche) des Werkzeugschafts fest verbunden und wird anschließend in einer von der Werkzeugsachse weg weisenden, wenigstens teilweise um die Werkzeugsachse umlaufenden Außenfläche des Aufsatzes ein Formgebungsgewinde erzeugt.

Das Verfahren gemäß Anspruch 28 kann zur Herstellung eines Werkzeugs nach Anspruch 1 und der von Anspruch 1 abhängigen Ansprüche eingesetzt werden. Durch Anwenden des Verfahrens erhält der wenigstens eine Aufsatz dann die Funktion eines Formgebungselements.

Der Werkzeugschaft ist in der Regel im Wesentlichen zylindrisch, also im Querschnitt im Wesentlichen kreisförmig, geformt, und ist an einem Ende in eine Einspannvorrichtung einer Gewindeerzeugungseinrichtung eingespannt oder einspannbar. Der Werkzeugschaft kann neben der Kreisform auch beliebige andere Querschnittsformen aufweisen. Die Werkzeugachse ist in der Regel eine Längsachse des Werkzeugschafts, also eine Achse entlang der Längsausdehnung des Werkzeugschafts, vorzugsweise eine zentral durch das Werkzeug verlaufende Achse. Der Werkzeugschaft kann entlang der Werk zeugachse einen sich vergrößernden oder verkleinernden und/oder einen sich in seiner Form verändernden Querschnitt aufweisen.

Das Formgebungselement bzw. der Aufsatz wird normalerweise in axialer Richtung der Werkzeugachse auf den Werkzeugschaft aufgesteckt bzw. aufgeschoben, bis es bzw. er die gewünscht Position erreicht hat, in der es bzw. er mit dem Werkzeugschaft verbunden werden soll. Die Kontaktinnenfläche des Formgebungselements bzw. Aufsatzes weist in der Regel zu der Werkzeugachse hin oder ist dieser zugewandt, es ist aber auch möglich die Kontaktinnenfläche von der Werkzeugachse wegweisend bzw. abgewandt auszuführen.

Als Formgebungsgewinde kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren in dem Werkzeug jedes beliebige, an sich bekannte Formgebungsgewinde erzeugt werden bzw. das Werkzeug gemäß der Erfindung kann jedes beliebige, an sich bekannte Formgebungsgewinde aufweisen.

Auf den Werkzeugschaft kann zur Erzeugung des Gewindes im Werkstück ein einzelnes Formgebungselement bzw. ein Aufsatz mit Formgebungsgewinde aufgebracht sein, es kann aber auch vorteilhaft sein mehrere Formgebungselemente bzw. Aufsätze entlang der Werkzeugachse hintereinander am Schaft zu Positionieren, beispielsweise wenn die Formgebungselemente unterschiedliche Funktionen übernehmen sollen.

Dass der Aufsatz bzw. das Formgebungselement mit dem Werkzeugschaft fest verbunden werden, bedeut, dass sie kraftschlüssig oder form- und kraftschlüssig oder auf eine andere Weise am Werkzeugschaft befestigt sind, so dass sie von diesem unlösbar oder nicht zerstörungsfrei lösbar sind.

Ein der Erfindung gemäß Anspruch 1 zugrundeliegender Gedanke ist, dass durch die relativ große Verbindungsfläche bzw. Kontaktfläche zwischen Formgebungselement und Werkzeugschaft, die dadurch entsteht, dass das Formgebungselement mit seiner zur Werkzeugachse hin ausgerichteten Kontaktinnenfläche bzw. Umfangsfläche am Schaft anliegt, eine große Kraftübertragungsfläche zur Verfügung steht. Je mehr Formgebungsgewindegänge das wenigstens eine Formgebungselement umfasst, desto größer kann die Verbindungsfläche werden. Dadurch wird gewährleistet, dass sich auch ein sehr großes Drehmoment vom Schaft auf das Formgebungselement und schließlich auf das Werkstück übertragen lässt, ohne das Werkzeug dabei zu zerstören. Dadurch ist es möglich den Werkzeugschaft und das Formgebungselement aus unterschiedlichen Werkstoffen zu fertigen und gleichzeitig eine lange Standzeit des Werkzeugs zu erreichen.

Ein Hauptvorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung ist, dass die Fertigung des Werkzeugs aus den verschiedenen Komponenten sehr einfach und damit kostengünstig ist. Das ist vor allem dann von Vorteil, wenn das Formgebungselement bzw. der Aufsatz aus einem anderen Material bestehen soll wie der Werkzeugschaft. Der Aufsatz ist aus nahezu jedem der bevorzugten Werkstoffe relativ einfach herzustellen. Das Formgebungsgewinde wird dann erst nach dem Aufsetzen des Aufsatzes auf den Werkzeugschaft in die Außenfläche eingebracht. Das hat den weiteren Vorteil, dass das Gewindeerzeugungswerkzeug mit derselben Werkzeugmaschine bearbeitet werden kann, wie herkömmliche Gewindefurcher die in einem Stück aus einem Werkstoff gefertigt werden.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Verfahren gemäß der Erfindung wird wenigstens ein Aufsatz in Form einer Hülse und/oder einer Kappe auf den Werkzeugschaft aufgesetzt. Diese Formen sind in der Regel einfach herzustellen und weisen eine relativ große innere Kontaktfläche auf, so dass eine stabile Verbindung erzeugt werden kann. Die Hülse umfasst eine die Werkzeugachse umschließende äußere und innere Hülsenumfangsfläche und ist an beiden Stirnseiten senkrecht zur Werkzeugachse offen. Die Hülsenumfangsflächen können sich in axialer Richtung in ihrem Querschnitt senkrecht zur Werkzeugachse erweitern oder verjüngen oder auch die Querschnittform ändern. Die innere Hülsenumfangsfläche dient als Kontaktinnenfläche. Die Stärke bzw. Dicke der Hülse ist wenigstens größer als das in ihr zu erzeugende Formgebungsgewinde. Die Kappe kann grundsätzlich wie die Hülse ausgeführt sein, mit dem Unterschied, dass sie eine zumindest teilweise geschlossene Stirnseite aufweist. Die wenigstens teilweise geschlossene Stirnseite kann rechtwinklig zur Kappenumfangsfläche ausgebildet sein, sie kann aber auch im Wesentlichen annähernd halbkugelförmig oder im Wesentlichen annähernd kegel- oder kegelstumpfförmig sein. Die Form des Aufsatzes ist jedoch nicht auf eine Hülse oder Kappe beschränkt. Der Aufsatz kann auch eine beliebig anderer geeignete Form aufweisen.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Verfahren gemäß der Erfindung wird wenigstens ein Aufsatz aus einem anderen Werkstoff als der Werkstoff des Werkzeugschafts auf den Werkzeugschaft aufgesetzt. Besonders vorteilhaft ist es dann, wenn der Werkzeugschaft aus einem Werkstoff mit hoher Zähigkeit und der wenigstens eine Aufsatz aus einem Werkstoff mit hoher Härte und/oder hoher Verschleißfestigkeit gefertigt ist. Der Formgebungsbereich erhält dadurch eine hohe Härte, was mit einem geringeren Verschleiß des Formgebungsgewindes verbunden ist. Der Werkzeugschaft ist aufgrund des sehr zähen Materials sehr stabil und kann hohe Furchmomente aufnehmen, ohne dabei beschädigt zu werden.

Der wenigstens eine Aufsatz kann außen auf den Werkzeugschaft aufgesetzt bzw. aufgeschoben werden. Insbesondere vorteilhaft ist es, wenn der wenigstens eine Aufsatz in eine Aussparung am Umfang des Werkzeugschafts eingesetzt bzw. aufgesetzt wird. Die Aussparung befindet sich vorzugsweise an dem der Einspannvorrichtung abgewandten Ende bzw. einem in einer Vorschubrichtung vorderen Ende des Werkzeugschafts. Die Vorschubrichtung des Werkzeugs ist die Richtung, in die das Werkzeug während des Gewindeerzeugungsprozesses bewegt wird. Die Vorschubrichtung weist in der Regel stets in Richtung des Werkstücks bzw. weg von der Einspannvorrichtung. Nach Beenden des Gewindeerzeugungsprozesses, wird das Werkzeug in einer Rückholbewegung, die entgegen der Vorschubrichtung erfolgt, aus dem erzeugten Gewinde herausgedreht. Die Tiefe der Aussparung am Werkzeugschaft ist vorzugsweise so zu wählen, dass der wenigstens eine Aufsatz wenigstens um eine Formgebungsgewindetiefe radial am Werkzeugschaft vorsteht.

Insbesondere vorteilhaft ist es, wenn der wenigstens eine Aufsatz durch löten oder schweißen oder kleben oder pressen oder schrumpfen am Werkzeugschaft befestigt wird. So wird gewährleistet, dass der wenigstens eine Aufsatz fest mit dem Werkzeugschaft verbunden ist und sich beim Übertragen des Drehmoments vom Schaft auf das Formgebungselement bzw. das Werkstück nicht verdrehen oder lösen kann.

Besonders vorteilhaft ist es auch, wenn am Werkzeugschaft an der Stelle, an der der wenigstens eine Aufsatz aufgesetzt wird, im Querschnitt zur Werkzeugachse eine polygone Form und/oder wenigstens eine Erhöhung und/oder wenigstens eine Vertiefung erzeugt werden bzw. wird, die in ihrer Form mit der Kontaktinnenfläche des wenigstens einen Aufsatzes korrespondieren bzw. korrespondiert. Dadurch kann zusätzlich ein Formschluss zwischen dem Werkzeugschaft und dem wenigstens einen Aufsatz erreicht werden, der zur verbesserten Übertragung des Drehmoments beiträgt.

In einer zweckmäßigen Ausführungsform wird anschließend an den wenigstens einen Aufsatz ein Formgebungsgewinde in dem Werkzeugschaft erzeugt, das in das Formgebungsgewinde des wenigstens einen Aufsatzes übergeht und eine gleiche Formgebungsgewindesteigung aufweist.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird auf das oder die Formgebungsgewinde eine zusätzliche Verschleißschutzschicht aufgebracht. Das ist besonders bei der Herstellung von Werkzeugen für sehr anspruchsvolle Anwendungen von Vorteil, bei denen sehr harte bzw. verschleißfeste Werkstoffe für die Formgebungselemente benötigt werden, die jedoch schwer zu bearbeiten sind. Das Formgebungsgewinde kann dann in einem weniger harten Werkstoff erzeugt, beispielsweise eingeschliffen werden, und anschließend mit einer verschleißfesten Schicht aus einem sehr hartem Werkstoff, zum Beispiel Titannitrit oder Titancarbonitrit bis hin zu polykristallinem Diamant beschichtet werden. Die Beschichtung kann auf herkömmliche Weise, beispielsweise im PVD (physical vapour deposition)- oder CVD (chemical vapour deposition)-Verfahren erfolgen.

Bei dem Werkzeug gemäß der Erfindung ist in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform auf einer von der Werkzeugsachse weg weisende, wenigstens teilweise um die Werkzeugsachse umlaufenden Außenfläche des Formgebungselements ein Formgebungsgewinde ausgebildet.

Vorzugsweise ist das wenigstens eine Formgebungselement aus einem anderen Werkstoff gebildet als der Werkzeugschaft, wobei der Werkzeugschaft insbesondere aus einem Werkstoff mit hoher Zähigkeit und das Formge bungselement insbesondere aus einem Werkstoff mit hoher Härte und/oder hoher Verschleißfestigkeit ausgebildet ist. Auf das Formgebungsgewinde kann eine zusätzliche Verschleißschutzschicht aufgebracht sein, was vor allem, wie vorangehend beschrieben bei der Gewindeerzeugung beispielsweise in sehr abrasiven Werkstücken von Vorteil ist.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Werkzeugschaft aus einem Werkzeugstahl, insbesondere einem Schnellarbeitsstahl gefertigt ist. Das kann beispielsweise eine Hochleistungsschnellstahl (HSS-Stahl) oder ein cobaltlegierter Hochleistungsschnellstahl (HSS-E-Stahl) sein. Diese Stähle eignen sich aufgrund ihrer hohen Festigkeit und ihrer hohen Zähigkeit besonders gut für den Einsatz bei Werkzeugen.

Das Formgebungselement und/oder die Verschleißschutzschicht sind bzw. ist vorzugsweise aus Hartmetall oder aus einer Hartmetalllegierung, insbesondere P-Stahl oder K-Stahl oder Cermet, oder aus Sinterhartmetall, insbesondere aus Wolframkarbid oder Titannitrid oder Titankarbid oder Titankarbonitrid oder Aluminiumoxid, oder aus einer Schneidkeramik, insbesondere polykristallines Bornitrid (PKB), oder aus polykristallinem Diamant (PKD) gefertigt. Diese Werkstoffe weisen allesamt eine hohe Härte auf und sind daher sehr verschleißfest. Der am besten geeignete Werkstoff ist jeweils abhängig vom Werkstoff des Werkstücks sowie von der Wirtschaftlichkeit der Gewindeerzeugung auszuwählen.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind die Kontaktinnenfläche des Formgebungselements und die Kontaktaußenfläche des Werkzeugschafts parallel zur Werkzeugachse ausgerichtet, das bedeutet, diese Umfangsflächen sind in axialer Richtung äquidistant oder in gleichbleibender Entfernung zur Werkzeugachse ausgebildet oder angeordnet.

Das Formgebungselement kann wenigstens annähernd die Form einer Hülse aufweisen. Vorteilhaft kann es aber auch sein, wenn das Formgebungselement wenigstens annähernd die Form einer Kappe aufweist. Ein Formgebungselement in Form einer Kappe kann auch mit einem oder mehreren Formgebungselementen in Form einer Hülse kombiniert werden. Die Formgebungselemente lassen sich dann nebeneinander und aneinander angrenzend auf den Werkzeugschaft aufsetzen, wobei das kappenförmige Formgebungselement am vorderen Ende des Werkzeugschafts den Abschluss bildet. Das Formgebungsgewinde ist dann vorzugsweise durchgehend in allen Formgebungselementen ausgebildet.

Die Formgebungselemente können auch eine beliebig andere geeignete Form aufweisen. So kann es zum Beispiel auch vorteilhaft sein, wenn die Kontaktinnenfläche an wenigstens einem zur Werkzeugachse rotationssymmetrischen Vorsprung gebildet ist, der entgegen der Vorschubrichtung an dem Formgebungselement hervor ragt und die Kontaktaußenfläche an wenigstens einer korrespondierenden Ausnehmung im Werkzeugschaft gebildet ist. Diese sehr einfach Ausführungsform des Formgebungselements ist vor allem dann von Vorteil, wenn die Gewindefurcher einen sehr kleinen Werkzeugdurchmessern aufweisen. Die Kontaktinnenfläche kann in diesem Fall auch an wenigstens einer zur Werkzeugachse rotationssymmetrischen Ausnehmung gebildet sein, die in Vorschubrichtung in das Formgebungselement hinein ragt. Die Kontaktaußenfläche ist dann an wenigstens einem korrespondierenden Vorsprung am Werkzeugschaft gebildet.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein Abstand von der Kontaktinnenfläche bzw. inneren Umfangsfläche des Formgebungselements bis zu einer Hüllfläche um das Formgebungselement größer als eine Formgebungsgewindetiefe ist. Das bedeutet in anderen Worten, dass die Wandstärke des beispielsweise als Hülse oder Kappe ausgebildeten Formgebungselements wenigstens etwas größer als die Höhe der in der Regel radial nach außen spitz zulaufenden Formkeile bzw. Zähne des Formgebungsgewindes ist. Die Hüllfläche um das Formgebungselement ist die die Formkeilspitzen des Formgebungsgewindes einhüllende Umfangsfläche. Die Kontaktinnenfläche des Formgebungselements weist vorzugsweise einen Durchmesser mit einer Größenordnung von einem Außendurchmesser des Formgebungselements minus 2,2 Mal bis 3,5 Mal eine Formgebungsgewindesteigung auf. Der Außendurchmesser des Formgebungselements kann als Durchmesser der die Formkeilspitzen umhüllenden Umfangsfläche bzw. der Hüllfläche beschrieben werden.

Bei dem Werkzeug gemäß der Erfindung weisen bzw. weist die Hüllfläche um das Formgebungselement und/oder die Außenfläche des Formgebungs elements und/oder die Kontaktinnenfläche des Formgebungselements in ihrem Querschnitt senkrecht zur Werkzeugachse annähernd eine polygone Form auf, vorzugsweise eine dreieckige Form oder eine viereckige Form oder eine fünfeckige Form oder eine sechseckige Form. Bei rundem Querschnitt des Formgebungsbereichs wäre die Klemmreibung bei einer Drehbewegung des Werkzeugs so hoch, so dass die Gefahr bestünde, dass das Werkzeug beispielsweise durch Abreißen des Werkzeugschafts zerstört würde. Aus diesem Grund weist wenigstens die Hüllfläche um das Formgebungselement in der Praxis im Querschnitt annähernd eine polygone Form auf. Dadurch wird erreicht, dass das Formgebungsgewinde, das dann der ploygonen Form folgend spiralförmig um das Werkzeug verläuft, lediglich mit seinen Eckbereichen in die Werkstückoberfläche eindringt, wodurch die Klemmreibung bei der Drehbewegung stark reduziert wird.

Das Formgebungselement ist vorzugsweise in einem in einer Vorschubrichtung vorderen Bereich des Werkzeugschafts angeordnet. Dabei ist es zudem vorteilhaft, wenn wenigstens ein Formgebungselement einen entgegen der Vorschubrichtung zunehmenden Außendurchmesser aufweist. Dass sich der Formgebungsbereich in Vorschubrichtung verjüngt, hat zum Beispiel den Vorteil, dass das Eindringen der ersten Drückstollen in die Werkstückoberfläche bzw. die Innenwand der Bohrung erleichtert wird. Vorteilhaft kann es auch sein, wenn wenigstens ein Formgebungselement einen entgegen einer Vorschubrichtung gleichbleibenden Außendurchmesser aufweist.

Besonders bevorzugt ist es, wenn das Formgebungselement entgegen der Vorschubrichtung einen Bereich mit zunehmendem Außendurchmesser und anschließend einen Bereich mit gleichbleibendem Außendurchmesser aufweist. Der Bereich mit zunehmendem Außendurchmesser, auch als Formgebungsbereich bezeichnet, dient dann zur Erzeugung des Gewindes. Der Bereich mit gleichbleibendem Außendurchmesser, der auch als Führungsbereich bezeichnet werden kann, dient vornehmlich zur Führung des Werkzeugs in dem Gewinde, so dass die für die Gewindeerzeugung bereitgestellte Kraft im Formgebungsbereich gleichmäßig und dadurch möglichst verlustfrei auf die Oberfläche des Werkstücks übertragen wird. Gleichzeitig kann der Führungsbereich die Funktion haben, die erzeugte Gewindeoberfläche bzw. die Gewindeflanken zu glätten und zu kalibrieren. Dadurch kann das Gewinde sehr genau gefertigt werden.

Der Bereich mit zunehmendem Außendurchmesser und der anschließende Bereich mit gleichbleibendem Außendurchmesser können auch durch zwei einzelne, aneinander angrenzende Formgebungselemente mit durchgehend ausgeformtem Formgebungsgewinde gebildet sein. Dabei ist es auch denkbar den Bereich mit zunehmendem Außendurchmesser und den Bereich mit gleichbleibendem Außendurchmesser aus unterschiedlichen Werkstoffen zu fertigen. Beispielsweise kann für den Bereich mit zunehmendem Außendurchmesser ein härteres und damit verschleißfesteres Material verwendet werden und für den Führungsbereich ein kostengünstigeres, weniger hartes Material, da auf diesen Bereich keine so großen Umformkräfte mehr wirken.

Besonders vorteilhaft kann es auch sein, wenn ein Formgebungsgewinde am Werkzeugschaft ausgebildet ist, insbesondere direkt im Anschluss an das Formgebungsgewinde des Formgebungselements. Dieses Formgebungsgewinde im Werkzeugschaft kann dann die Aufgabe des Führungsbereichs übernehmen, sprich Führung des Werkzeugs sowie Glätten und Kalibrieren des erzeugten Gewindes. Dadurch ist das Werkzeug noch kostengünstiger. Das Formgebungsgewinde im Werkzeugschaft und das Formgebungsgewinde des Formgebungselements sollten vorzugsweise ineinander übergehen und eine gleiche Formgebungsgewindesteigung aufweisen.

In eine vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Werkzeugs ist das wenigstens eine Formgebungselement kraftschlüssig oder kraft- und formschlüssig mit dem Werkzeugschaft verbunden. Das Formgebungselement ist vorzugsweise auf den Werkzeugschaft gepresst oder geschrumpft. Zusätzlich kann die Kontaktaußenfläche des Werkzeugschafts in ihrem Querschnitt senkrecht zur Werkzeugachse annähernd eine polygone Form aufweisen, die der polygonen Form des Querschnitts der Kontaktinnenfläche des Formgebungselements entspricht. Dadurch wird eine besonders guter Halt des Formgebungselements auf dem Werkzeugschaft erzielt, vor allem, wenn hohe Drehmomente übertragen werden sollen. Unterstützen lässt sich der Formschluss durch wenigstens eine korrespondierende Vertiefung und/oder wenigstens eine korrespondierende Erhöhungen, die an der Kon taktinnenfläche des Formgebungselements und an der Kontaktaußenfläche des Werkzeugschafts ausgebildet sind bzw. ist, insbesondere wenigsten eine Nase, Zacke, Rippe, Rille oder Nut.

Das Formgebungselement kann auch auf den Werkzeugschaft gelötet oder geschweißt oder geklebt sein. Hierbei ist es ebenfalls vorteilhaft, wenn das Formgebungselement und der Werkzeugschaft an der Verbindungsfläche bzw. Kontaktfläche zusätzlich formschlüssig ineinander greifen.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind am Umfang des Formgebungselements im Wesentlichen in Längsrichtung verlaufende Nuten vorgesehen zur Führung eines fluiden Mediums, insbesondere eines Kühl- und/oder Schmiermittels. Beim Gewindeerzeugungsprozess kann sich der Arbeitsbereich durch die Reibung zwischen dem Werkzeug und der Oberfläche des Werkstücks stark erwärmen. Um die Reibung und/oder die Wärmeentwicklung zu reduzieren und die entstehende Wärme abzuführen kann dann ein Kühl- und/oder Schmiermittel in den Nuten vom Werkzeugschaft an die Spitze des Werkzeugs geführt werden und von dort aus das oder die Formgebungselement(e) überströmen. Die in Längsrichtung verlaufenden Nuten können vorzugsweise auch als Drallnuten, also verdrillt bzw. mit einer Drehung um den Umfang des Werkzeugs, ausgebildet sein.

Eine weitere Möglichkeit ein fluides Medium an die Werkzeugspitze oder zu dem oder den Formgebungselement(en) zu leiten, ist im Innern des Werkzeugs, vorzugsweise entlang der Längsachse einen Kanal vorzusehen, der vorzugsweise an dem vorderen Ende des Werkzeugs, also an der Werkzeugspitze, oder seitlich vor oder nach dem wenigstens einen Formgebungselement austritt, oder in dessen Mitte.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen weiter erläutert.

Es zeigen jeweils in schematischer Darstellung:

1 eine perspektivische Ansicht eines an sich bekannten Werkzeugs zur spanlosen Gewindeerzeugung,

2 ein Längsschnitt einer Ausführungsform des Werkzeugs zur spanlosen Gewindeerzeugung gemäß der Erfindung,

3 ein Längsschnitt einer abgewandelten Ausführungsform des Werkzeugs zur spanlosen Gewindeerzeugung nach 2,

4 ein Längsschnitt einer abgewandelten Ausführungsform des Werkzeugs zur spanlosen Gewindeerzeugung nach 3,

5 ein Längsschnitt einer weiteren, abgewandelten Ausführungsform des Werkzeugs zur spanlosen Gewindeerzeugung gemäß der Erfindung,

6 ein Längsschnitt eines Werkzeugs zur spanlosen Gewindeerzeugung nach 3 mit innenliegendem Kühl-/Schmiermittelkanal,

7 ein Querschnitt senkrecht zur Werkzeugachse A im Formgebungsbereich des Werkzeugs nach 3.

Einander entsprechende Teile und Größen sind in den 1 bis 7 mit denselben Bezugszeichen versehen.
1 zeigt einen an sich bekannten Gewindefurcher 1 der einen Werkzeugschaft 2, der um eine Werkzeugachse A drehbar ist, und einen Formgebungsbereich 3 sowie einen Führungsbereich 4 umfasst. Der Gewindefurcher 1 dient zur spanlosen Innengewindeherstellung. Der Werkzeugschaft 2 kann beispielsweise zylindrisch ausgeführt sein und trägt in der Regel an der im Spannfutter eingebrachten Seite einen Vierkant (hier nicht dargestellt) zur Furchmomentübertragung. Der Formgebungsbereich 3 und der Führungsbereich 4 weisen einen polygonen Querschnitt auf, der annähernd die Form eines Dreiecks besitzt. Im Formgebungsbereich 3 und im Führungsbereich 4 ist ein Formgebungsgewinde 5 mit Formkeilen 6 ausgebildet. Die Formkeile 6 bilden schräge Drückflanken 7. Der oder die Punkte der Formkeile 6 mit dem größten radialen Abstand zur Werkzeugachse A bilden die Formkeilspitze 8.
Wird nun der Gewindefurcher 1 in einer Vorschubrichtung V in eine Bohrung eingeführt, so bilden die Formkeile 6 des entgegen der Vorschubrichtung V in seinem Außendurchmesser zunehmenden Formgebungsbereichs 3 ein Gewinde in der Innenwand der Bohrung aus. Dabei dringen die entlang des Formgebungsgewindes 5 unmittelbar aufeinanderfolgenden Formkeile 6 jeweils tiefer und/oder breiter in die Werkstückoberfläche ein, bis das Gewinde in seiner vollen Tiefe und Breite ausgeformt ist. Bei weiterer rotierender Bewegung des Gewindefurchers 1 in Vorschubrichtung kalibrieren und glätten die nachfolgenden Formkeile 6 des in seinem Außendurchmesser gleichbleibenden Führungsbereichs 4 die erzeugten Gewinderillen.
Ein Gewindefurcher gemäß der Erfindung ist in seiner Wirkung und in seinem Aufbau mit dem in 1 dargestellten, an sich bekannten Gewindefurcher vergleichbar. Der Hauptunterschied liegt darin, dass der Formgebungsbereich 3 und/oder der Führungsbereich 4 durch ein oder mehrere auf den Werkzeugschaft aufgebrachte Formgebungselemente 9 gebildet werden, so dass der Formgebungsbereich 3 und/oder der Führungsbereich 4 aus einem anderen Werkstoff ausgeführt sein kann als der Werkzeugschaft 2. Die Formgebungselemente 9 können beispielsweise die Form einer Hülse oder einer Kappe aufweisen.
2 zeigt schematisch eine einfache Ausführungsform eines Werkzeugs gemäß der Erfindung. Das Formgebungselement ist auf den Werkzeugschaft 2 aufgesetzt und mit diesem fest verbunden, beispielsweise durch aufpressen oder -löten oder -kleben. Das Formgebungselement 9 hat die Form einer Hülse mit einem Formgebungsgewinde 5 und umfasst einen Formgebungsbereich 3, der zur Ausformung der Gewinderillen dient, und einen Führungsbereich 4, der dazu vorgesehen ist, den Gewindefurcher 1 im erzeugten Gewinde zu führen und die erzeugten Gewinderillen zu glätten und zu kalibrieren. Formgebungsbereich 3 und Führungsbereich 4 weisen eine gleiche Formgebungsgewindesteigung P auf. Der Formgebungsbereich 3 weist einen entlang der Werkzeugachse A zunehmenden Außendurchmesser D auf, wobei der Außendurchmesser D im Führungsbereich 4 konstant bleibt. Ein Führungsbereich 3 wird jedoch nicht unbedingt für jede Annwendung benötigt, so dass das Formgebungselement 9 auch nur den in seinem Außendurchmesser D zunehmenden Formgebungsbereich 3 aufweisen kann. An seiner Kontaktinnenfläche 10 ist das Formgebungselement mit einer korrespondierenden Kontaktaußenfläche 11 des Werkzeugschafts verbunden. Die Kontaktinnenfläche 10 und die Kontaktaußenfläche 11 können zusätzlich korrespondierende polygone Formen sowie Vertiefungen und Erhöhungen aufweisen, so dass die Übertragung des Drehmoments vom Werkzeugschaft 2 auf das Formgebungselement 9 verbessert wird (vgl. auch 7).
Das in 3 dargestellte Werkzeug entspricht im Wesentlichen dem in 2 gezeigten Gewindefurcher, mit dem Unterschied, dass das Formgebungselement 9 in eine Aussparung 13 am Werkzeugschaft eingesetzt ist. Dadurch wird eine stabilere Verbindung von Formgebungselement 9 und Werkzeugschaft 2 im Gewindeerzeugungsprozess erreicht vor allem bei Bewegung des Gewindefurchers 1 in Vorschubrichtung V. Das Formgebungselement 9 kann sich dabei nicht entlang der Werkzeugachse A verschieben.
4 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Werkzeugs nach 3. Hier sind in einer Aussparung 13 am Werkzeugschaft 2 zwei hülsenförmige Formgebungselemente 9 aufgesetzt, die einen Formgebungsbereich 3 und einen Führungsbereich 4 bilden. Die Formgebungselemente 9 sind dazu direkt aneinander angrenzend, hintereinander am Werkzeugschaft 2 befestigt. Das Formgebungsgewinde 5 ist durchgängig in beiden Formgebungselementen 9 ausgeführt mir einer konstanten Formgebungsgewindesteigung P. Das am vorderen Ende des Werkzeugschafts in Vorschubrichtung V angeordnete Formgebungselement 9 mit zunehmendem Außendurchmesser D bildet den Formgebungsbereich 3. Das anschließend angeordnete Formgebungselement 9 mit konstantem Außendurchmesser D bildet den Führungsbereich 4. Es ist ferner möglich das Formgebungselement 9, das den Führungsbereich 4 bildet, weg zu lassen und stattdessen den Führungsbereich 4 bzw. das zugehörige Formgebungsgewinde 5 direkt im Werkzeugschaft 2 auszubilden.
Das in 5 dargestellte Werkzeug unterscheidet sich von dem in 4 gezeigten dahingehend, dass anstelle einer Hülse am vorderen Ende des Werkzeugschafts 2 in Vorschubrichtung V ein kappenförmiges Formgebungselement 9 aufgesetzt wurde, das den Formgebungsbereich 3 bildet. Dadurch kann die Kontaktinnenfläche vergrößert werden, was vorteilhaft bei der Befestigung des Formgebungselements 9 am Werkzeugschaft 2 ist. Der Werkzeugschaft 2 unterscheidet sich gegenüber dem in 4 dargestellten dadurch, dass er sich in zum vorderen Ende hin in seinem Durchmesser verringert.
6 zeigt das Werkzeug nach 3 mit innenliegendem Kühl-/Schmiermittelkanal 12. Der Kühl-/Schmiermittelkanal 12 dient dazu ein fluides Medium an die Werkzeugspitze oder zu dem oder den Formgebungselement(en) 9 zu leiten, um die bei der Gewindeerzeugung entstehende Wärme abzuführen und die Wärmeentwicklung sowie die Reibung zu verringern. Der Kühl-/Schmiermittelkanal 12 kann wie hier gezeigt im Innern des Gewindefurchers 1 entlang der Werkzeugachse A verlaufen. Es ist jedoch auch möglich, dass der Kühl-/Schmiermittelkanal 12 einen anderen Verlauf im Werkzeuginnern nimmt. Der Kühl-/Schmiermittelkanal 12 tritt vorzugsweise an dem vorderen Ende in Vorschubrichtung V aus dem Werkzeugschaft 2 aus oder seitlich (hier nicht dargestellt) vor oder nach dem wenigstens einen Formgebungselement 9 oder in dessen Mitte. Eine weitere Möglichkeit der Kühl-/Schmiermittelführung ist Nuten (nicht dargestellt) am Umfang des Werkzeugschaft 2 und/oder des wenigstens einen Formgebungselements 9 vorzusehen, so dass das Kühl-/Schmiermittel in Vorschubrichtung V von außen an den Formgebungsbereich 3 und/oder Führungsbereich 4 herangeführt werden kann.
Aus 7 wird deutlich, wie der Werkzeugschaft 2 und das Formgebungselement 9 miteinander verbunden werden können, so dass sich ein hohes Drehmoment übertragen lässt. Das Formgebungselement 9 kann mit seiner Kontaktinnenfläche 10 an die Kontaktaußenfläche 11 des Werkzeugschafts angelötet, geklebt, geschweißt oder fest angepresst sein. Die Kontaktinnenfläche 10 und die Kontaktaußenfläche 11 sind in ihrem Querschnitt senkrecht zur Werkzeugachse im Wesentlichen Dreieckig ausgebildet, wodurch ein zusätzlicher Formschluss erreicht wird. Zusätzlich sind an dem Werkzeugschaft 2 Nasen 14 vorgesehen, die in Vertiefungen im Formgebungselement 9 eingreifen.

1: Gewindefurcher
2: Werkzeugschaft
3: Formgebungsbereich
4: Führungsbereich
5: Formgebungsgewinde
6: Formkeile
7: Drückflanken
8: Formkeilspitze
9: Formgebungselement
10: Kontaktinnenfläche
11: Kontaktaußenfläche
12: Kühl-/Schmiermittelkanal
13: Aussparung
14: Nasen
A: Werkzeugachse
D: Außendurchmesser
P: Gewindesteigung
V: Vorschubrichtung

Claims

Werkzeug zur spanlosen Erzeugung eines Gewindes, insbesondere zur Erzeugung eines Innengewindes, umfassend a) wenigstens einen um eine Werkzeugachse (A) drehbaren oder drehenden Werkzeugschaft (2) und b) wenigstens ein den Werkzeugschaft (2) in seinem Umfang umschließendes Formgebungselement (9) zum Erzeugen des Gewindes in einem Werkstück, c) wobei zumindest eine der Werkzeugachse (A) zugewandte oder von der Werkzeugachse (A) abgewandte und wenigstens teilweise um die Werkzeugachse (A) umlaufende Kontaktinnenfläche (10) des Formgebungselements (9) mit einer korrespondierenden Kontaktaußenfläche (11) des Werkzeugschafts (2) fest verbunden bzw. fest verbindbar ist zur Übertragung eines Drehmoments vom Werkzeugschaft (2) auf das Formgebungselement (9).
Werkzeug nach Anspruch 1, wobei auf einer von der Werkzeugsachse (A) weg weisenden, wenigstens teilweise um die Werkzeugsachse (A) umlaufenden Außenfläche des Formgebungselements (9) ein Formgebungsgewinde (5) ausgebildet ist.
Werkzeug nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das wenigstens eine Formgebungselement (9) aus einem anderen Werkstoff gebildet ist als der Werkzeugschaft (2).
Werkzeug nach Anspruch 3, wobei der Werkzeugschaft (2) aus einem Werkstoff mit hoher Zähigkeit und das Formgebungselement (9) aus einem Werkstoff mit hoher Härte und/oder hoher Verschleißfestigkeit ausgebildet ist.
Werkzeug nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, wobei der Werkzeugschaft (2) aus einem Werkzeugstahl, insbesondere einem Schnellarbeitsstahl (HSS-Stahl oder HSS-E-Stahl) gefertigt ist.
Werkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf das Formgebungsgewinde (5) eine zusätzliche Verschleißschutzschicht aufgebracht ist.
Werkzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 6, wobei das Formgebungselement (9) und/oder die Verschleißschutzschicht aus Hartmetall oder aus einer Hartmetalllegierung, insbesondere P-Stahl oder K-Stahl oder Cermet, oder aus Sinterhartmetall, insbesondere aus Wolframkarbid oder Titannitrid oder Titankarbid oder Titankarbonitrid oder Aluminiumoxid, oder aus einer Schneidkeramik, insbesondere polykristallines Bornitrid (PKB), oder aus polykristallinem Diamant (PKD) gefertigt ist.
Werkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kontaktinnenfläche (10) des Formgebungselements (9) und die Kontaktaußenfläche (11) des Werkzeugschafts (2) parallel zur Werkzeugachse (A) ausgerichtet sind.
Werkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens ein Formgebungselement (9) wenigstens annähernd die Form einer Hülse aufweist.
Werkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens ein Formgebungselement (9) wenigstens annähernd die Form einer Kappe aufweist.
Werkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kontaktinnenfläche (10) an wenigstens einem zur Werkzeugachse (A) rotationssymmetrischen Vorsprung gebildet ist, der entgegen der Vorschubrichtung (V) an dem Formgebungselement (9) hervor ragt, und die Kontaktaußenfläche (11) an wenigstens einer korrespondierenden Ausnehmung im Werkzeugschaft (2) gebildet ist.
Werkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kontaktinnenfläche (10) an wenigstens einer zur Werkzeug achse (A) rotationssymmetrischen Ausnehmung gebildet ist, die in Vorschubrichtung (V) in das Formgebungselement (9) hinein ragt, und die Kontaktaußenfläche (11) an wenigstens einem korrespondierenden Vorsprung am Werkzeugschaft (2) gebildet ist.
Werkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche wobei ein Abstand von der Kontaktinnenfläche (10) des Formgebungselements (9) bis zu einer Hüllfläche um das Formgebungselement (9) größer als eine Formgebungsgewindetiefe ist.
Werkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kontaktinnenfläche (10) des Formgebungselements (9) einen Durchmesser mit einer Größenordnung von einem Außendurchmesser (D) des Formgebungselements (9) minus 2,2 Mal bis 3,5 Mal eine Formgebungsgewindesteigung (P) aufweist.
Werkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hüllfläche um das Formgebungselement (9) und/oder Außenfläche des Formgebungselements (9) und/oder die Kontaktinnenfläche (10) des Formgebungselements (9) in ihrem Querschnitt senkrecht zur Werkzeugachse (A) annähernd eine polygone Form aufweisen bzw. aufweist, vorzugsweise eine dreieckige Form oder eine viereckige Form oder eine fünfeckige Form oder eine sechseckige Form.
Werkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Formgebungselement (9) in einem in einer Vorschubrichtung (V) vorderen Bereich des Werkzeugschafts (2) angeordnet ist.
Werkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens ein Formgebungselement (9) einen entgegen der Vorschubrichtung (V) zunehmenden Außendurchmesser (D) aufweist und/oder einen gleichbleibenden Außendurchmesser (D) aufweist.
Werkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Formgebungselement (9) entgegen der Vorschubrichtung (V) einen Bereich mit zunehmendem Außendurchmesser (D) und anschließend einen Bereich mit gleichbleibendem Außendurchmesser (D) aufweist.
Werkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei das wenigstens eine Formgebungselement (9) kraftschlüssig oder kraft- und formschlüssig mit dem Werkzeugschaft (2) verbunden ist.
Werkzeug nach Anspruch 19, wobei das Formgebungselement (9) auf den Werkzeugschaft (2) gepresst oder geschrumpft ist.
Werkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Formgebungselement (9) auf den Werkzeugschaft (2) gelötet oder geschweißt oder geklebt ist.
Werkzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 19 bis 21, wobei die Kontaktaußenfläche (11) des Werkzeugschafts (2) in ihrem Querschnitt senkrecht zur Werkzeugachse (A) annähernd eine polygone Form aufweist, die der polygonen Form des Querschnitts der Kontaktinnenfläche (10) des Formgebungselements (9) entspricht.
Werkzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 19 bis 22, wobei wenigstens eine korrespondierende Vertiefung und/oder wenigstens eine korrespondierende Erhöhungen an der Kontaktinnenfläche (10) des Formgebungselements (9) und an der Kontaktaußenfläche (11) des Werkzeugschafts (2) ausgebildet sind bzw. ist, insbesondere wenigstens eine Nase, Zacke, Ripp, Rille oder Nut.
Werkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Formgebungsgewinde (5) am Werkzeugschaft (2) ausgebildet ist, insbesondere direkt im Anschluss an das Formgebungsgewinde (5) des Formgebungselements (9).
Werkzeug nach Anspruch 24, wobei das Formgebungsgewinde (5) im Werkzeugschaft (2) und das Formgebungsgewinde (5) des Formgebungselements (9) ineinander übergehen und eine gleiche Formgebungsgewindesteigung (P) aufweisen.
Werkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei am Umfang des Formgebungselements (9) im Wesentlichen in Längsrichtung verlaufende Nuten vorgesehen sind zur Führung eines fluiden Mediums, insbesondere eines Kühl- und/oder Schmiermittels.
Werkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Innern des Werkzeugs, vorzugsweise entlang der Werkzeugachse (A), ein Kanal (12) vorgesehen ist zur Führung eines fluiden Mediums, insbesondere Kühl- und/oder Schmiermittel, der vorzugsweise an dem Ende des Werkzeugschafts (2) in Vorschubrichtung (V) oder seitlich vor oder nach dem wenigstens einen Formgebungselement (9) oder in der Mitte des wenigstens einen Formgebungselements (9) austritt.
Verfahren zur Herstellung eines Werkzeugs zur spanlosen Gewindeerzeugung, a) bei dem ein Werkzeugschaft (2) hergestellt oder bereitgestellt wird, der um eine Werkzeugachse (A) drehbar ist, b) bei dem wenigstens ein Aufsatz mit zumindest einer der Werkzeugachse (A) zugewandten oder von der Werkzeugachse (A) abgewandten und wenigstens teilweise um die Werkzeugachse (A) umlaufenden Kontaktinnenfläche (10) auf den Werkzeugschaft (2) aufgesetzt wird, c) bei dem wenigstens eine Kontaktinnenfläche (10) des Aufsatzes mit einer korrespondierenden Kontaktaußenfläche (11) des Werkzeugschafts (2) fest verbunden wird und d) bei dem anschließend in einer von der Werkzeugsachse (A) weg weisenden, wenigstens teilweise um die Werkzeugsachse (A) umlaufenden Außenfläche des Aufsatzes ein Formgebungsgewinde (5) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 28 zur Herstellung eines Werkzeugs nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 27.
Verfahren nach Anspruch 29, bei dem der Aufsatz die Funktion eines Formgebungselements (9) erhält.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 28 bis 30, bei dem wenigstens ein Aufsatz in Form einer Hülse und/oder einer Kappe auf den Werkzeugschaft (2) aufgesetzt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 28 bis 31, bei dem wenigstens ein Aufsatz aus einem anderen Werkstoff als der Werkstoff des Werkzeugschafts (2) auf den Werkzeugschaft (2) aufgesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 32, bei dem der Werkzeugschaft (2) aus einem Werkstoff mit hoher Zähigkeit und der wenigstens eine Aufsatz aus einem Werkstoff mit hoher Härte und/oder hoher Verschleißfestigkeit gefertigt ist.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 28 bis 33, bei dem der wenigstens eine Aufsatz in eine Aussparung (13) am Werkzeugschaft (2), insbesondere an einem in einer Vorschubrichtung (V) vorderen Ende des Werkzeugschafts (2), eingesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 34, bei dem für die Aussparung eine maximale Tiefe im Werkzeugschaft (2) gewählt wird, so dass der wenigstens eine Aufsatz wenigstens um eine Formgebungsgewindetiefe radial am Werkzeugschaft (2) vorsteht.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 28 bis 35, bei dem der wenigstens eine Aufsatz durch löten oder schweißen oder kleben oder pressen oder schrumpfen am Werkzeugschaft (2) befestigt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 28 bis 36, bei dem am Werkzeugschaft (2) an der Stelle, an der der wenigstens eine Aufsatz aufgesetzt wird, im Querschnitt zur Werkzeugachse (A) eine polygone Form und/oder wenigstens eine Erhöhung und/oder wenigstens eine Vertiefung erzeugt werden bzw. wird, die in ihrer Form mit der Kontaktinnenfläche (10) des wenigstens einen Aufsatzes korrespondieren bzw. korrespondiert.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 28 bis 37, bei dem anschließend an den wenigstens einen Aufsatz ein Formgebungsgewinde (5) in dem Werkzeugschaft (2) erzeugt wird, das in das Formgebungsgewinde (5) des wenigstens einen Aufsatzes übergeht und eine gleiche Formgebungsgewindesteigung (P) aufweist.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 28 bis 38, bei dem auf das Formgebungsgewinde (5) eine zusätzliche Verschleißschutzschicht aufgebracht wird.