Werkzeug
Die Erfindung betrifft ein Werkzeug, welches einen Schaft mit einem mittig angeordneten, durchgehenden Innenkanal und einen in den Innenkanal hineinragenden, mit dem Schaft kraftschlüssig und/oder formschlüssig verbundenen Einsatz aufweist.
Es sind bereits einteilig ausgebildete Bohrwerkzeuge bekannt, die einen Schaft und einen oder mehrere im Inneren des Schaf- tes geradlinig oder spiralförmig verlaufende, als Kühlkanäle dienende Innenkanäle aufweisen. Bei derartigen Bohrwerkzeugen wird während des Arbeitsbetriebes Kühlflüssigkeit durch die Kühlkanäle in Richtung des Werkzeugkopfes gepresst, um den Arbeitsbereich des Bohrwerkzeugs zu kühlen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein neues Werkzeug anzugeben, dessen Kühlung während des Arbeitsbetriebes verbessert ist. Diese Aufgabe wird durch ein Werkzeug mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Ein Werkzeug gemäß der Erfindung weist einen Schaft mit einem mittigen, durchgehenden Innenkanal und einem in den Innenkanal hineinragenden, mit dem Schaft kraftschlüssig und/oder formschlüssig verbundenen Ein- satz auf, wobei der Innenkanal mit einer oder mehreren Aufweitungen versehen ist. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben . Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, dass während des Arbeitsbetriebes des Werkzeugs eine Kühlflüssigkeit vom hinteren Ende des Schaftes durch den Innenkanal und die Aufweitungen des Innenkanals in Richtung der Arbeitsflä-
che des Werkzeugs gepresst werden kann. Diese Kühlflüssigkeit tritt am vorderen Ende des Schaftes aus den den Einsatz umgebenden Aufweitungen aus, fließt am Außenmantel des Einsatzes entlang in Richtung des Arbeitsbereiches des Werkzeugs und kühlt diesen in gewünschter Weise. Die genannten Aufweitungen sind im Rahmen der Herstellung des Schaftes in einfacher Weise einbringbar. Dies geschieht vorzugsweise bei der Herstellung eines Rohlings mittels eines Strangpressvorganges und/oder unter Verwendung eines Räumwerkzeuges, mittels wel- ehern ausgehend von einem zunächst zylindrischen Innenkanal die Aufweitungen des Innenkanals eingebracht werden, oder mittels Erodieren.
Der Schaft und der Einsatz sind vorzugsweise zylindrisch aus- gebildet, wobei der Durchmesser des Schaftes größer ist als der Durchmesser des Einsatzes.
Der Einsatz kann mit dem Schaft verklebt, verlötet, verschrumpft oder verschraubt sein. Der Schaft kann aus demsel- ben Material bestehen wie der Einsatz oder aus einem anderen Material. Vorzugsweise besteht der Schaft aus Stahl, Hartmetall, Keramik oder Kunststoff und der Einsatz aus Stahl, Hartmetall oder Keramik. Die Aufweitungen sind vorzugsweise teilkreisförmig, rechteckig oder dreieckig geformt. Die Anzahl der Aufweitungen beträgt vorzugsweise 1, 2, 3, 4 oder 5.
Bei dem Werkzeug handelt es sich vorzugsweise um ein Bohr- Werkzeug oder ein Fräswerkzeug, insbesondere zu einer Anwendung im Mikrobohrbereich oder im Dentalbereich.
Vorzugsweise bilden die Aufweitungen den Einsatz geradlinig oder spiralförmig umgebende Kanäle. Sie können sich über die gesamte Länge des Innenkanals erstrecken oder aber nur um einen Teil der gesamten Länge des Innenkanals.
Weitere vorteilhafte Eigenscnaften der Erfindung ergeben sich aus deren nachfolgender beispielhafter Erläuterung anhand der Figuren. Es zeigt Figur 1 eine Skizze einer Längsschnittdarstellung eines Werkzeugs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel für die Erfindung,
Figur 2 eine Skizze einer Längsschnittdarstellung eines Werk- zeugs gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel für die
Erfindung,
Figur 3 Querschnittsdarstellungen zur Erläuterung von Werkzeugen mit teilkreisförmigen Aufweitungen des Innen- kanals,
Figur 4 Querschnittsdarstellungen zur Erläuterung von Werkzeugen mit rechteckförmigen Aufweitungen des Innenkanals,
Figur 5 Querschnittsdarstelllungen zur Erläuterung von Werkzeugen mit dreieckförmigen Aufweitungen des Innenkanals und Figur 6 Skizzen von Ausführungsbeispielen für mit Innenkanälen ausgestattete Einsätze.
Die Figur 1 zeigt eine Skizze einer Längsschnittdarstellung eines Werkzeugs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel für die Erfindung. Bei dem in der Figur 1 dargestellten Werkzeug handelt es sich um ein Bohrwerkzeug, welches zur Anwendung im Mikrobohrbereich oder in der Dentaltechnik vorgesehen ist.
Dieses Bohrwerkzeug weist einen Schaft 1, einen innerhalb des Schaftes 1 mittig angeordneten, durchgehenden Innenkanal 2, einen in den Innenkanal 2 hineinragenden, mit dem Schaft 1 kraftschlüssig und/oder formschlüssig verbundenen Einsatz 3 und eine oder mehrere Aufweitungen 4 des Innenkanals 2 auf.
Die Gesamtlänge des Schaites i und damit auch des Innenkanals 2 beträgt 11. die Aufweitungen 4 verlaufen geradlinig und erstrecken sich über die gesamte Länge des Schaftes 1. Die Länge der Aufweitungen 4 beträgt folglich ebenfalls 11. Der Teil der gesamten Länge des Innenkanals 2, in welchen der
Schaft 1 mit dem Einsatz 3 verbunden ist, ist in der Figur 1 mit 13 bezeichnet. Der Durchmesser des Schaftes 1 ist mit dl bezeichnet. Es ist aus der Figur 1 ersichtlich, dass der Durchmesser dl des Schaftes 1 größer ist als der Durchmesser d2 des Einsatzes 3.
Während des Arbeitsbetriebes des Bohrwerkzeuges wird am hinteren Ende des Schaftes 1, welches in der Figur 1 das linksseitige Ende des Schaftes 1 ist, unter Druck Kühlflüssigkeit in den Innenkanal des Schaftes 1 eingegeben. Diese Kühlflüssigkeit strömt in dem mit 13 bezeichneten Bereich des Schaftes durch die Aufweitungen 4 und wird am vorderen Ende des Schaftes 1, welches in der Figur 1 das rechtsseitige Ende des Schaftes 1 ist, unter Druck durch die Aufweitungen 4 ausgege- ben. Von dort aus strömt die Kühlflüssigkeit, wie es in der Figur 1 durch Pfeile angedeutet ist, am Außenmantel des Einsatzes 3 entlang in Richtung des rechtsseitigen Endes des Einsatzes 3, an welchem sich der Arbeitsbereich des Werkzeugs, d. h. die Schneide, befindet. Dadurch wird im Arbeits- betrieb des Werkzeugs der Arbeitsbereich des Werkzeugs in gewünschter Weise gekühlt.
Der Innenkanal 2 und die Aufweitungen 4 werden vorzugsweise im Rahmen der Herstellung des Schaftes 1 durch ein Strang- pressverfahren in einen Werkzeugrohling eingebracht. Alternativ dazu können der Innenkanal 2 und die Aufweitungen 4 auch mittels eines Räumwerkzeuges in einen Werkzeugrohling eingebracht werden oder durch ein Erodieren hergestellt werden. Nach dem Einbringen des Innenkanals 2 und der Aufweitungen 4 wird der Rohling zum fertigen Schaft weiterverarbeitet. Danach wird der Einsatz 3 in diesen Schaft 1 eingeführt und mit dem Schaft 1 formschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden, beispielsweise durch ein Verlöten, ein Verkleben, ein Ver-
schrumpfen oder ein Verscnrauoen . Die am vorderen Ende des Einsatzes befindliche Schneide kann vor oder nach der Befestigung des Einsatzes im Schaft fertiggestellt werden. Die Figur 2 zeigt eine Skizze einer Längsschnittdarstellung eines Werkzeugs gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel für die Erfindung.
Auch bei dem in der Figur 2 dargestellten Werkzeug handelt es sich um ein Bohrwerkzeug, welches zur Anwendung im Mikrobohrbereich oder in der Dentaltechnik vorgesehen ist.
Das in der Figur 2 gezeigte Werkzeug stimmt mit dem in der Figur 1 gezeigten Werkzeug weitgehend überein. Nachfolgend werden deshalb lediglich die Unterschiede zu dem in der Figur 1 gezeigten Werkzeug erläutert.
Bei dem in der Figur 2 gezeigten Werkzeug erstrecken sich die Aufweitungen 4 nicht über die gesamte Länge 11 des Innenka- nals 2, sondern nur über einen Teilbereich 12 der gesamten
Länge des Innenkanals. Dieser Teil 12 umfasst den Teil 13 der gesamten Länge des Innenkanals 2, in welchem der Schaft 1 mit dem Einsatz 3 verbunden ist, und einen daran anschließenden Teil 14 der gesamten Länge des Innenkanals 2.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird zunächst der Innenkanal 2 des Schaftes 1 durch ein Strangpresswerkzeug oder mittels eines Ausräumwerkzeuges in einen Rohling eingebracht. Danach erfolgt mittels eines Ausräumwerkzeuges ein Einbringen der Aufweitungen 4 zur Bildung eines Rohlings, welcher die gewünschte Form aufweist. Dieser wird dann zum gewünschten Endprodukt, nämlich zu einem Schaft, weiterverarbeitet.
In diesen Schaft wird dann ebenso wie bei dem in der Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel der Einsatz 3 eingeführt und mit dem Schaft 1 form- und/oder kraftschlüssig verbunden.
Die Figur 3 zeigt insgesamt lunf Querschnittsdarstellungen zur Erläuterung von Werkzeugen, die teilkreisförmige Aufweitungen des Innenkanals 2 aufweisen. Das in der Figur 3a gezeigte Werkzeug weist einen Schaft 1 auf, in welchem ein mit- tig angeordneter Innenkanal 2 vorgesehen ist, wobei der Innenkanal 2 eine teilkreisförmige Aufweitung 4 aufweist. Das in der Figur 3b gezeigte Werkzeug weist einen Schaft 1 auf, in welchem ein mittig angeordneter Innenkanal 2 vorgesehen ist, wobei der Innenkanal 2 zwei teilkreisförmige Aufweitun- gen 4 aufweist. Das in der Figur 3c gezeigte Werkzeug weist einen Schaft 1 auf, in welchem ein mittig angeordneter Innenkanal 2 vorgesehen ist, wobei der Innenkanal 2 drei teilkreisförmige Aufweitungen 4 aufweist. Das in der Figur 3d gezeigte Werkzeug weist einen Schaft 1 auf, in welchem ein mit- tig angeordneter Innenkanal 2 vorgesehen ist, wobei der Innenkanal 2 vier teilkreisförmige Aufweitungen 4 aufweist. Das in der Figur 3e gezeigte Werkzeug weist einen Schaft 1 auf, in welchem ein mittig angeordneter Innenkanal 2 vorgesehen ist, wobei der Innenkanal 2 fünf teilkreisförmige Aufweitun- gen 4 aufweist. Diejenigen Randbereiche der Innenausnehmung 2 des Schaftes 1, an denen keine Aufweitungen 4 vorgesehen sind, dienen zur form- und/oder kraftschlüssigen Verbindung des Schaftes mit dem Einsatz. Die Figur 4 zeigt insgesamt fünf Querschnittsdarstellungen zur Erläuterung von Werkzeugen, die rechteckige Aufweitungen des Innenkanals 2 aufweisen. Das in der Figur 4a gezeigte Werkzeug weist einen Schaft 1 auf, in welchem ein mittig angeordneter Innenkanal 2 vorgesehen ist, wobei der Innenkanal eine rechteckige Aufweitung 4 aufweist. Das in der Figur 4b gezeigte Werkzeug weist einen Schaft 1 auf, in welchem ein mittig angeordneter Innenkanal 2 vorgesehen ist, wobei der Innenkanal 2 zwei rechteckige Aufweitungen 4 aufweist. Das in der Figur 4c gezeigte Werkzeug weist einen Schaft 1 auf, in welchem ein mittig angeordneter Innenkanal 2 vorgesehen ist, wobei der Innenkanal 2 drei rechteckige Aufweitungen 4 aufweist. Das in der Figur 4d gezeigte Werkzeug weist einen Schaft 1 auf, in welchem ein mittig angeordneter Innenkanal 2
vorgesehen ist, wobei αer Innenkanal 2 vier rechteckige Aufweitungen 4 aufweist. Das in der Figur 4e gezeigte Werkzeug weist einen Schaft 1 auf, in welchem ein mittig angeordneter Innenkanal 2 vorgesehen ist, wobei der Innenkanal 2 fünf rechteckige Aufweitungen 4 aufweist. Diejenigen Randbereiche der Innenausnehmung 2 des Schaftes 1, an denen keine Aufweitungen 4 vorgesehen sind, dienen zur form- und/oder kraftschlüssigen Verbindung des Schaftes mit dem Einsatz. Die Figur 5 zeigt insgesamt fünf Querschnittsdarstellungen zur Erläuterung von Werkzeugen, die dreieckige Aufweitungen des Innenkanals aufweisen. Das in der Figur 5a gezeigte Werkzeug weist einen Schaft 1 auf, in welchem ein mittig angeordneter Innenkanal 2 vorgesehen ist, wobei der Innenkanal 2 ei- ne dreieckige Aufweitung 4 aufweist. Das in der Figur 5b gezeigte Werkzeug weist einen Schaft 1 auf, in welchem ein mittig angeordneter Innenkanal 2 vorgesehen ist, wobei der Innenkanal 2 zwei dreieckige Aufweitungen 4 aufweist. Das in der Figur 5c gezeigte Werkzeug weist einen Schaft 1 auf, in welchem ein mittig angeordneter Innenkanal 2 vorgesehen ist, wobei der Innenkanal 2 drei dreieckige Aufweitungen 4 aufweist. Das in der Figur 5d gezeigte Werkzeug weist einen Schaft 1 auf, in welchem ein mittig angeordneter Innenkanal 2 vorgesehen ist, wobei der Innenkanal 2 vier dreieckige Auf- Weitungen 4 aufweist. Das in der Figur 5e gezeigte Werkzeug weist einen Schaft 1 auf, in welchem ein mittig angeordneter Innenkanal 2 vorgesehen ist, wobei der Innenkanal 2 fünf dreieckige Aufweitungen 4 aufweist. Diejenigen Randbereiche der Innenausnehmung 2 des Schaftes 1, an denen keine Aufwei- tungen 4 vorgesehen sind, dienen zur form- und/oder kraftschlüssigen Verbindung des Schaftes mit dem Einsatz.
Bei den anhand der Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich beim Werkzeug jeweils um ein Bohrwerkzeug. Alternativ dazu kann es sich beim Werkzeug auch um ein Fräswerkzeug handeln.
Der Schaft des Werkzeugs unα αer Einsatz des Werkzeugs können aus demselben Material oder aus verschiedenen Materialien bestehen. Vorzugsweise besteht der Schaft 1 aus Stahl, Hartmetall, Keramik oder Kunststoff und der Einsatz 3 aus Stahl, Hartmetall oder Keramik.
Die Aufweitungen 4 können wie bei den obigen Ausführungsbeispielen geradlinig ausgebildet sein und sich in Längsrichtung des zylinderförmigen Schaftes erstrecken. Alternativ dazu können die Aufweitungen den in den Schaft 1 eingesetzten Teil des Einsatzes 2 spiralförmig umgeben.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung können auch im Einsatz 3 selbst Innenkanäle vorgesehen sein, die im Arbeitsbetrieb des jeweiligen Werkzeuges als Kühlkanäle dienen und vom jeweiligen Kühlmittel durchströmt werden. Bei diesen Innenkanälen des Einsatzes 3 kann es sich um spiralförmig verlaufende oder geradlinig verlaufende Innenkanäle handeln. Beispiele für derartige Innenkanäle des Einsatzes 3 sind in der Figur 6 gezeigt und dort mit den Bezugszeichen 3a, 3b, 3c, 3d und 3e bezeichnet.