Ausgewuchtetes Ausbohrwerkzeug

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ausbohrwerkzeug mit einem Werkzeuggrundkörper, an dessen Stirnseite mindestens ein, relativ zum Werkzeuggrundkörper einstellbarer Werkzeugträger vorgesehen ist, wobei der Werkzeugträger in radialer Richtung bewegbar und festspannbar ist.

Solche Ausbohrwerkzeuge werden häufig mit sehr hohen Drehzahlen betrieben, so daß es notwendig ist, das Ausbohrwerkzeug vor dem Betrieb auszuwuchten. Da jede radiale Verstellung des Werkzeugträgers für eine Unwucht sorgt, muß nach jeder solchen Verstellung das Werkzeug neu ausgewuchtet werden. Daher sind bereits Ausbohrwerkzeuge bekannt, die ein Gegengewicht aufweisen, welches mit dem Werkzeugträger derart gekoppelt ist, daß bei einer Bewegung des Werkzeugträgers in eine Richtung eine Bewegung des Gegengewichts im wesentlichen in die entgegengesetzte Richtung erfolgt, wobei sowohl Werkzeugträger als auch Gegengewicht jeweils zumindest teilweise in einer Bohrung im Werkzeuggrundkörper angeordnet sind.

Ein solches Ausdrehwerkzeug ist beispielsweise bekannt aus der EP 0 804 984. Dieses Ausbohrwerkzeug weist ein Klemmorgan auf, das gleichzeitig mit Werkzeugträger und Gegengewicht in Kontakt treten soll. Diese Ausführungsform ist sehr aufwendig in der Herstellung. Zudem kann es im Laufe des Gebrauchs vorkommen, daß das Klemmorgan nicht mehr exakt gleichzeitig mit Gegengewicht einerseits und Werkzeugträger andererseits in Kontakt tritt, so daß es möglicherweise nach erfolgter Feinjustierung zu einer kleinen Unwucht kommt. Darüber hinaus sind Gegengewicht und Werkzeugträger in axialer Richtung voneinander beabstandet, so daß jede Verstellung des Werkzeugträgers die im Werkzeug auftretenden Momente verändert.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es daher Aufgabe der Erfindung, ein Ausdrehwerkzeug der oben genannten Art bereitzustellen, das sich insbesondere für hohe Drehzahlen eignet, günstig herzustellen ist und zudem eine zuverlässige, präzise Auswuchtungsfunktion bereitstellt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß Werkzeugträger und Gegengewicht derart angeordnet sind, daß die Bewegung des Werkzeugträgers und die im wesentlichen entgegengesetzte Bewegung des Gegengewichts auf derselben Achse erfolgt.

Mit anderen Worten sind Werkzeugträger und Gegengewicht in derselben Bohrung im Werkzeuggrundkörper angeordnet.

Durch diese Anordnung ist sichergestellt, daß sich der Schwerpunkt auch in der Ebene des Werkzeugträgers nicht ändert, so daß die Kräfte innerhalb des Werkzeuges reduziert werden. Die Summe der Radialkräfte ist vorzugsweise Null.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Werkzeuggrundkörper eine Klemmeinrichtung auf, mit deren Hilfe der Werkzeuggrundkörper elastisch verformt werden kann, so daß zumindest Werkzeugträger und gegebenenfalls auch Gegengewicht in der Bohrung festgeklemmt werden.

Durch die elastische Verformung des Werkzeuggrundkörper kommt es zu einer Verspannung von Gegengewicht und Werkzeugträger in der Bohrung, so daß beide Teile umschließend festgeklemmt werden.

Um eine solche elastische Verformung zu ermöglichen, kann der Werkzeuggrundkörper beispielsweise einen Schlitz aufweisen, so daß durch die elastische Verformung mit Hilfe der Klemmeinrichtung der Schlitz schmaler wird.

Die Klemmeinrichtung kann beispielsweise aus einer Klemmschraube bestehen, die in eine Gewindebohrung im Werkzeuggrundkörper eingreift.

Besonders bevorzugt tritt die Klemmeinrichtung weder mit dem Werkzeugträger noch mit dem Gegengewicht in direkten Kontakt. Dadurch ist gewährleistet, daß Werkzeugträger und Gegengewicht durch die Verspannung des Werkzeuggrundkörpers und nicht durch Inkontakttreten mit der Klemmeinrichtung im Werkzeuggrundkörper verspannt werden.

In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist eine Führung zum Führen des Gegengewichts in der Bohrung vorgesehen. Diese dient dazu, die exakte Bewegung des Gegengewichts in der Bohrung zu gewährleisten. Die Führung kann beispielsweise aus einer Ausnehmung und einem Vorsprung, vorzugsweise aus einer Führungsnut und einem Führungsstift, bestehen. Zweckmäßigerweise ist die Führungsausnehmung am Gegengewicht vorgesehen und der Führungsvorsprung am Werkzeuggrund körper. Der Vorsprung greift in die Ausnehmung und verhindert so eine Drehung des Gegengewichts um seine Achse innerhalb der Bohrung.

In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist für die Bewegung des Werkzeugträgers im Werkzeuggrundkörper ein Schraubelement mit zwei Gewinden (Doppelgewinde) vorgesehen, wobei das eine Gewinde mit dem Werkzeugträger und das andere Gewinde mit dem Gegengewicht in Eingriff steht.

Durch Drehen des Schraubelements kommt es somit zu einer entgegengerichteten Bewegung von Gegengewicht einerseits und Werkzeugträger andererseits. Da Gegengewicht und Werkzeugträger möglicherweise unterschiedliche Massen haben, können die beiden Gewinde auch eine unterschiedliche Steigung aufweisen, so daß sich bei einer kleinen Bewegung des schwereren Elements das leichtere Element entsprechend stärker in die entgegengesetzte Richtung bewegt.

Weiterhin ist in einer besonders bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, daß Werkzeugträger und Gegengewicht aus Materialien unterschiedlicher Dichte bestehen, wobei vorzugsweise das Material des Gegengewichts eine höhere Dichte hat als das Material des Werkzeugträgers.

Mit Vorteil ist mindestens ein Gewinde vorzugsweise das mit dem Werkzeugträger in Eingriff tretende Gewinde als Feingewinde ausgebildet. Dadurch ist eine hochpräzise Auswuchtung möglich.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform sowie der dazugehörigen Figuren. Es zeigen:

Figur 1 eine Längsschnittansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bohrwerkzeugs,

Figur 2 eine Schnittansicht entlang der Linie B-B von Figur 1 und

Figur 3 eine Schnittansicht entlang der Linie C-C von Figur 1.

In Figur 1 ist ein Längsschnitt durch eine beispielhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ausbohrwerkzeugs 1 gezeigt. Das Ausbohrwerkzeug 1 besteht aus einem Werkzeuggrundkörper 2, der im Betrieb um die Werkzeugachse 3 rotiert. Das Ausbohrwerkzeug 1 weist des weiteren einen Werkzeugträger 4 auf, an dem mit Hilfe der Schraube 19 ein Schneidplattenhalter 18 mit einem Schneidplattensitz angebracht ist. In dem Schneidplattensitz ist eine Schneidplatte 21 aufgenommen. In den Werkzeuggrundkörper 2 ist eine Bohrung 8 eingebracht, in die sowohl der Werkzeugträger 4 als auch ein Gegengewicht 6 auf einem Schraubelement 15 eingesetzt sind.

Mit Hilfe des Schraubelements 15, das mit einem Gewindegang 17 in eine Gewindebohrung des Werkzeugträgers 4 eingreift, kann der Werkzeugträger in radialer Richtung, d.h. in Figur 1 nach rechts oder nach links, bewegt werden. Durch diese Maßnahme ist es möglich, den Bearbeitungsradius einer auf dem Schneidplattensitz 5 aufgenommenen Schneidplatte präzise einzustellen.

Das Schraubelement 15 hat zwei gegenläufige Gewinde, so daß beim Drehen des Schraubelements 15 beispielsweise eine Verschiebung des Werkzeugträgers 4 samt dem mit Hilfe der Schraube 19 an dem Werkzeugträger 4 befestigten Schneidplattenhalter 18, in dem die Schneidplatte 21 sitzt, in

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radialer Richtung nach außen, d.h. in Figur 1 nach rechts erfolgt, während das Gegengewicht 6 in Figur 1 nach links bewegt wird, so daß jederzeit das Ausbohrwerkzeug ausgewuchtet ist.

Die Anordnung von Gegengewicht 6 und Werkzeugträger 4 auf einer Achse hat verschiedene Vorteile. Zum einen muß dadurch nur eine entsprechende Bohrung im Werkzeuggrundkörper 2 vorgesehen werden, was zu einer höheren Stabilität des Ausbohrwerkzeugs 1 führt. Zum anderen kann das Ausbohrwerkzeug 1 deutlich kompakter ausgeführt werden.

Darüber hinaus wird durch die Anordnung von Gegengewicht 6 und Werkzeugträger 4 auf einer Achse sichergestellt, daß die Kraftmomente im Werkzeug reduziert werden oder sich im Idealfall die Kräfte aufheben, so daß keine Kraftmomente entstehen.

In der gezeigten Ausführungsform ist das Gegengewicht 6 aus einem Material gefertigt, welches eine höhere Dichte hat als das Material, aus dem der Werkzeugträger 4 gefertigt ist. Da im allgemeinen der Werkzeugträger 4 samt Schneidplattenhalter 18 und Schneidplatte 21 vergleichsweise große Abmessungen hat, kann durch die Wahl eines Materials höherer Dichte für das Gegengewicht 6 dieses kleiner dimensioniert werden, was ebenfalls zu einer kompakteren Bauweise des Ausbohrwerkzeugs 1 führt.

In Figur 1 ist ein Klemmelement 9 gezeigt. Wie in den Figuren 2 und 3 zu erkennen ist, ist der Werkzeuggrundkörper 2 mit einem Schlitz 10 versehen, so daß beim Festziehen der Klemmschraube 9 der Werkzeuggrundkörper elastisch verformt wird und Werkzeugträger 4 und gegebenenfalls auch Gegengewicht 6 in dem Werkzeuggrundkörper 2 verspannt werden. Dadurch ist gewährleistet, daß es während des bearbeitenden Betriebs des Ausbohrwerkzeugs zu keinerlei unbeabsichtigter Bewegung von Gegengewicht 6 und/oder Werkzeugträger 4 kommt.

Die Klemmschraube 9 tritt dabei nicht direkt mit Gegengewicht 6 oder Werkzeugträger 4 in Eingriff.

Weiterhin besteht grundsätzlich die Möglichkeit, verschiedene Werkzeugträger 4 und/oder Schneidplattenhalter 18 zur Verfügung zu stellen, die zwar jeweils das gleiche Gewicht haben, jedoch in der Anordnung anders ausgebildet sind, so daß der mögliche einstellbare Radius der Schneidplatte 21 vergrößert wird.

Das Schraubelement 15 oder die Abdeckung 22 kann auch eine Skalierung aufweisen.

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Bezugszeichenliste

1 Ausbohrwerkzeug

2 Werkzeuggrundkörper

3 Werkzeugachse

4 Werkzeugträger

5 Schneid plattensitz

6 Gegengewicht

8 Bohrung

9 Klemmeinrichtung

10 Schlitz

15 Schraubelement

16,17 Gewinde

18 Schneidplattenhalter

19 Schneidplattenhalterklemmschraube

21 Schneidplatte

22 Abdeckung gegebenenfalls mit Skalierung

23 Buchse des Werkzeugträgers

24 Gewindebuchse des Gegengewichts