DE4143449C2 - Feinausbohrwerkzeug, insbesondere für Sackbohrungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Feinausbohrwerkzeug, insbesondere für Sackbohrungen, das einen zylindrischen Werkzeuggrundkörper mit einer Rotationsachse mit einer im Werkzeuggrundkörper angeord­ neten ersten Führung für ein verschiebbares Zahnsegment und mit einer rechtwinklig zur ersten Führung an geordneten zweiten Führung für einen verschiebbaren Werkzeugschaft mit Werkzeug­ schneide aufweist, wobei das Zahnsegment zahnstangenartige Ein­ kerbungen aufweist, die in ihren Längserstreckungen unter einem spitzen Winkel (α) zur Schiebeachse des Zahnsegments an einer ebenen Zahnsegmentfläche angeordnet sind, und wobei der Werkzeugschaft mit einer Verzahnung ausgerüstet ist, die an den Einkerbungen des Zahnsegments gleitbar anliegt.

Durch Rotation mit sehr hohen Umdrehungsgeschwindigkeiten ist eine Endbearbeitung von Bohrungen durchführbar. Vorzugsweise, aber nicht beschränkend, ist das Werkstück dabei stationär bezüglich einer Rotationsbewegung.

Das aus DE 32 45 195 A1 bekannte Bohrwerkzeug, von dem die Erfindung ausgeht, ermöglicht eine automatisierte Verstellung der Werkzeugschneide. Eine Feder bewirkt eine Vorspannung einer inneren Verstellhülse gegen eine äußere Verstellhülse über einen Schneidenträger-Verstellstab, welcher mit der inneren Verstellhülse verbunden ist. Zwar kann damit eine spielfreie Anlage von Gewindeflanken der Verstellhülsen in Vorspannrichtung gewähr­ leistet sein, jedoch geht nicht hervor, wie eine Spielfreiheit des Schneidenträgers gewährleistet sein soll. Bei einem weiteren, aus DE 24 09 143 A1 bekannten Feinbohrwerkzeug ist dem Werkzeugschaft unmittelbar ein Skalenglied mit Feingewinde zugeordnet. Die Werkzeugschneide ist in Schritten einstellbar, die beachtlich größer sind als ein Mikrometer. Die bekannte Vor­ richtung erlaubt keine reproduzierbare Feinsteinstellung im Nano­ meterbereich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein insbesondere für Sackbohrungen geeignetes Feinausbohrwerkzeug anzugeben, dessen Werkzeugschneide in reproduzierbaren Schritten mit Schrittweiten von weniger als einem Mikrometer verstellbar ist.

Bei einem Feinausbohrwerkzeug des eingangs beschriebenen Aufbaus, wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß die beiden Führungen in einem spitzen Winkel (β′, β) zur Rotationsachse des Werkzeuggrundkörpers angeordnet sind,
daß eine Stellschraube mit Feingewinde in dem Werkzeug­ grundkörper drehbewegbar und axialunbewegbar gelagert ist die eine Axialbohrung des Zahnsegments durchfaßt,
daß auf das Feingewinde des Zahnsegments eine Gewinde­ buchse aufgesetzt ist, die in der Bohrung des Zahnsegments drehfest angeordnet und mittels einer in die Bohrung ein­ schraubbaren Spannbuchse an das Zahnsegment angeschlossen ist sowie durch Drehung der Stellschraube axialbewegbar ist und
daß die Stellschraube aus dem Werkzeuggrundkörper heraus­ führbar ist und an ihrem außenseitigen Ende einen Drehknopf aufweist mit Skalierung, deren Skalenteilung Verstellschritte der Werkzeugschneide von weniger als einem Mikrometer in Werkzeugschaftlängsrichtung zugeordnet sind
wobei zum Zwecke der Totgangreduzierung zwischen beweg­ lichen Teilen

• a) die auf das Zahnsegment aufgesetzte Gewindebuchse end­ seitig Außenkonusflächen sowie von beiden Endseiten ausgehende Längsschlitze aufweist und dadurch mittels der Spannbuchse in radialer Richtung stauchbar ist und
• b) das Zahnsegment und der Werkzeugschaft jeweils im Quer­ schnitt eine ebene Zahnsegmentfläche und daran an schließende konvergierende Flanken aufweisen, wobei die ebenen Zahnsegmentflächen miteinander in Eingriff stehen und die konvergierenden Flanken an Führungsflächen des Werkzeuggrundkörpers gleiten und wobei eine der Flanken des Zahnsegmentes durch vorgespannte Federscheiben beaufschlagt ist.

Die erfindungsgemäße Lehre ermöglicht präzise und reproduzierbare Einstellungen des Werkzeugschaftes im Nanometerbereich. Die Über­ tragung zwischen den bewegten Teilen des Feinausbohrwerkzeuges erfolgt spielfrei, und zwar unabhängig von der Drehrichtung der Stellschraube.

Vorzugsweise besitzen das Zahnsegment und der Werkzeugschaft je­ weils einen dreieckförmigen Querschnitt. Die im Dreieck angeord­ neten ebenen Flächen können leicht und präzise gefertigt werden und ermöglichen eine sehr exakte Führung. Der Patentanspruch 3 beschreibt eine bevorzugte Ausgestaltung, die eine spielfreie Lagerung der Stellschraube gewährleistet.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich ein Aus­ führungsbeispiel darstellenden Zeichnungen ausführlicher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Längsansicht eines Feinausbohrwerkzeugs, welches vorzugsweise zur Endbearbeitung von Sackbohrungen bestimmt ist,

Fig. 2 den Querschnitt in der Schnittebene D-D der Fig. 1,

Fig. 3 den Querschnitt in der Schnittebene E-E der Fig. 2,

Fig. 4 eine Detailansicht der Befestigung im Bereich der Werkzeugspitze,

Fig. 5 eine alternative Detailansicht der Befestigung im Bereich der Werkzeugspitze.

Das in den Figuren dargestellte Feinausbohrwerkzeug besteht im wesentlichen aus einem zylindrischen Werkzeuggrundkörper 10′ und einem Werkzeugschaft 50′′, einem Zahnsegment 20′, im folgenden kurz als Segment bezeichnet, einer Buchse 24′, einer Stellschraube 30′, im folgenden auch als Mikrometerschraube bezeichnet, wobei die Bauteile 20′, 24′ und 30′ auf einer gemeinsamen geometrischen Achse eingerichtet sind, einem Ring 40′ und einem Abstandsring 41′, welcher als Führung für die Mikrometerschraube 30′ dient, und einer skalierten Scheibe 43′, welche an der Mikrometerschraube 30′ mittels eines Drehknopfes 44′, im folgenden kurz als Knopf oder als Einstellknopf bezeichnet, befestigt ist.

Der zylindrische Werkzeuggrundkörper 10′ ist ausgerüstet mit zwei Führungen 1′, 2′ welche in einem rechten Winkel zueinander angeordnet sind und beide bezüglich der geometrischen Achse der Rotation des zylindrischen Werkzeuggrundkörpers 10′ in einem Winkel β′ und β gemäß Fig. 1 stehen.

Gemäß Fig. 2 ist in der Führung 2′ ein Werkzeugschaft 50′ gleitend angeordnet, welcher eine dreieckige Querschnittsform hat, wobei eine der Flächen mit einer Verzahnung 52′′ ausgerüstet ist und eines der Enden mit der Werkzeugspitze 51′ ausgerüstet ist.

In der Führung 1′ ist gleitend das verzahnte Segment 20′ geführt, dessen Querschnitt ebenfalls eine dreieckige Form aufweist, wobei eines seiner Flächen mit zahnstangenartigen Einkerbungen 22′ ausgerüstet ist, welche gleitend eingreifen in die Verzahnung 52′′ des Werkzeugschaftes 50′′.

Gemäß Fig. 1 ist im Inneren des verzahnten Segmentes 20′ eine Buchse 24′ eingebaut und mittels eines hohlen Stutzens 26′ gehalten, wobei die Buchse 24′ mit einem Innengewinde 21′ ausgerüstet ist, mit welchem ein Gewindestück 31′ an einem Ende der Mikrometerschraube 30′ verbunden ist, wobei das andere Ende einen vergrößerten Durchmesser in Form eines Ringlagerkragens 35′, ein zentrierendes Mikrometerschraubenteilstück 33′ und ein zentrierendes, vorstehendes Mikrometerschraubenteilstück 34′ aufweist. Das zentrierende vorstehende Mikrometerschraubenteilstück 34′ ist ein Teil der Mikrometerschraube 30′ und radial sowie axial mittels des Rings 40′ und des Abstandsringes 41′ geführt, welches an einer abgewinkelten Stirnfläche 12′ am Ende des zylindrischen Werkzeuggrundkörpers 10′ mittels Schrauben 45′ befestigt sind. Der Ring 40′ und der Abstandsring 41′ stehen im rechten Winkel zur Führung 1′.

Die Buchse 24′ hat im wesentlichen die Form einer Tonne, wobei die beiden Enden bezüglich des Durchmessers konisch verlaufen, d. h. sich in Richtung der beiden Enden verengen, wobei der Außenkonus 24a′ und die zugeordneten Innenkonen 20a′ und 26a′, welche innerhalb des verzahnten Segmentes 20′ und in dem hohlen Stutzen 26′ eingerichtet sind, ineinander passen, und wobei die Buchse 24′ mit Längsschlitzen 24b′, im folgenden als geschlitzte Sektionen bezeichnet, ausgestattet ist, welche in Längserstreckung auf beiden Seiten in einer solchen Weise eingeschnitten und ineinander eingefügt sind, daß die Schlitze an einem Ende beginnen und nicht durchgehend an das andere Ende verlaufen.

Eine Totgangreduzierung zwischen dem Außengewinde der Mikro­ meterschraube 30′ und dem Innengewinde 21′, welches in der Buchse 24′ eingerichtet ist, ist durch Anziehen des hohlen Stutzens 26′ erreichbar, welcher bei der Drehung in dem Innengewinde des verzahnten Segments 20′ die Buchse 24′ zwischen den Innenkonus 20a′ und 26a′ zusammendrückt. Diese wirken auf den Außenkonus 24a′ und bewirken in Verbindung mit den geschlitzten Sektionen 24b′ eine Kontraktion und somit eine elastische Abnahme des Außendurchmessers der Buchse 24′, wodurch folglich auch der Durchmesser des Innengewindes 21′ reduziert wird, welches das Gewinde der Mikrometerschraube 30′ umfaßt, und zwar so weit, bis ein Totgang zwischen den genannten Gewinden völlig unterdrückt wird, jedoch eine weiche Drehbarkeit der Mikrometerschraube 30′ noch gewährleistet ist.

Ein Verriegelungsstift 27′, der radial in dem verzahnten Segment 20′ befestigt ist und dessen freies Ende in eine der geschlitzten Sektionen 24b der Buchse 24′ eingepaßt ist, verhindert, daß die Buchse 24′ sich bezüglich dem verzahnten Segment 20, drehen kann.

Die tragende Führung an dem Ende der Mikrometerschraube 30′ ist in radialer Richtung durch eine spielfreie Einpassung des zentrierenden Mikrometerschraubenteilstückes 33′ in die Bohrung des Abstandsringes 41′ eingerichtet. Die tragende Führung in axialer Richtung ist eingerichtet durch eine spielfreie Halterung des Ringlagerkragens 35′ zwischen einer Stirnfläche 41′′ des Abstandsringes 41′ und der abgewinkelten Stirnfläche 12′, an dem Ende des zylindrischen Werkzeuggrundkörpers 10′, wobei der Ring 40′ als Abstandshalter zwischen den Stirnflächen 41′′ und 12′ wirkt. Beides, die Passung des zentrierenden Mikrometerschrauben­ teilstückes 33′ in der Bohrung des Abstandsringes 41′ und die Halterung des Ringlagerkragens 35′ zwischen den Stirnflächen 12′ und 41′′ sind spielfrei eingerichtet, jedoch in einer solchen Weise, daß die Mikrometerschraube 30′ dennoch mittels des Knopfes 44′ sanft gedreht werden kann.

An dem zentrierenden und vorstehenden Mikrometerschraubenteil­ stück 34′ an dem Ende der Mikrometerschraube 30′ ist mittels des Knopfes 44′ die skalierte Scheibe 43′ befestigt, wobei der Knopf 44′ auch genutzt wird um die Mikrometerschraube 30′ zu drehen. Sobald der Knopf 44′ fest angezogen ist, sind die skalierte Scheibe 43′ und der Knopf 44′ mit der Mikrometerschraube 30′ fest verbunden.

Eine Drehung der Mikrometerschraube 30′ im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn mittels einer Bedienung des Knopfes 44′ per Hand und somit eine Drehung des Gewindeendes des Gewindestückes 31′ der Mikrometerschraube 30′, welches gekoppelt ist mit dem Innengewinde 21′ in der Buchse 24′, bewirkt eine Verschiebung des verzahnten Segmentes 20′ in die Richtungen der Pfeile X′ oder Y′.

Die Verzahnung 52′′ des Werkzeugschaftes 50′′ und die zahn­ stangenartigen Einkerbungen 22′ des verzahnten Segmentes 20′ stehen miteinander in Eingriff und sind unter einem spitzen Winkel α bezüglich der Längserstreckung des verzahnten Segmentes 20′ geschnitten, so daß eine Verschiebung des verzahnten Segmentes 20′ in die Richtungen der Pfeile X′ und Y′ und damit eine Krafteinwirkung durch die Abwinklung mit dem Winkel α der Verzahnung 52′′ und der zahnstangenartigen Einkerbung 22′ eine Verschiebung des Werkzeugschaftes 50′′ in die Richtung der Pfeile Z′ und W′ bewirkt. Dadurch wird die Werkzeugspitze 51′ bezüglich der Rotationsachse des Werkzeuggrundkörpers 10′ ausgefahren und eingezogen, und zwar in die Richtungen der Pfeile K und L, wodurch eine schrittweise Zustellung oder eine schrittweise Rückstellung der Werkzeugschneide bewirkt ist. Dies entspricht einer Zunahme oder Abnahme der Schnittiefe.

Der Werkzeugschaft 50′′ und das verzahnte Segment 20′ haben eine besondere Querschnittsform mit Flankenprofilen, welche gegenüber den verzahnten Flächen liegen und konvergent sind. Der Quer­ schnitt kann eine dreieckige Form haben wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt, die Form einer Evolvente, eine Form mit ungleichen Flankenprofilen, oder eine Form, mit welcher der Abstand zwischen den Flanken im Querschnitt (gemessen parallel zur verzahnten Fläche) abnimmt bei Messungen in parallelen Linien in Richtung des Konvergenzpunktes gegenüber den verzahnten Flächen des verzahnten Segmentes 20′ und des Werkzeugschaftes 50′′. Die Querschnittsform der Zähne mit abgewinkelten Flanken der Ver­ zahnung 52′′ und der zahnstangenartigen Einkerbungen 22′ kann eine dreieckige Form, die Form einer Evolvente, eine Form mit ungleichen Flankenprofilen oder eine andere Form haben, bei welcher die Zahndicke abnimmt in Richtung des Konvergenzpunktes an der Zahnspitze. Diese besonderen Querschnittsformen und das Merkmal, daß das verzahnte Segment 20′ an zwei Gewindestiften 62′ vorbeigeführt ist, wobei jeder Gewindestift Federscheiben 61′ gegen eine Segmentfläche 23′ des verzahnten Segments 20′ drückt, ermöglichen eine völlige Ausschaltung jeglichen Spiels zwischen dem Werkzeugschaft 50′′ und seiner Führung 2′, sowie seiner Führung 1′, sowie zwischen den Flanken der Verzahnung 52′′ und den zahnstangenartigen Einkerbungen 22′ (vgl. Fig. 2). Die Aus­ schaltung des Spiels erfolgt insoweit, daß das Gleiten des Werkzeugschaftes 50′′, das Gleiten des verzahnten Segmentes 20′ und das Gleiten der Verzahnung 52′′ über die zahnstangenartigen Einkerbungen 22′ unter Metall zu Metall Kontaktbedingungen ohne Spiel erfolgt, und zwar ohne die gleitende Bewegung des Werkzeug­ schaftes 50′′ oder des verzahnten Segments 20′ zu blockieren oder zu behindern, welche mit einer feinfühligen Drehbarkeit der Mikrometerschraube 30′ erfolgen muß.

Wenn die Gewindestifte 62′ mit einer geeigneten Belastung der Federscheiben 61′ eingestellt sind, speichern die Federscheiben 61′ genug Energie, um jedes Spiel der genannten Art zu eliminieren und um als selbstnachstellende Elemente zu funktionieren in dem Fall, daß sich nach langem Gebrauch ein geringer Verschleiß an den gleitenden Oberflächen und ihren entsprechenden Führungen sowie an den Flanken der Verzahnung 52′ und der zahnstangen­ artigen Einkerbungen 22′ einstellt. Nach der Justierung werden die Gewindestifte 62′ durch Anziehen von Konterstiften 60′ festgesetzt.

Die spielfreien gleitenden Bewegungen des Werkzeugschafts 50′′ und des verzahnten Segments 20′ in den Führungen 2′ und 1′, die gleitende Bewegung frei von Totgang zwischen den Flanken der Zähne der Verzahnung 52′′ und der zahnstangenartigen Einker­ bungen 22′, die spielfreie Drehung der Mikrometerschraube 30′ im Innengewinde 21 und ohne Axialspiel in der Führung, welche aus der abgewinkelten Stirnfläche 12′ (eingerichtet an dem zylindri­ schen Werkzeuggrundkörper 10′) und der Stirnfläche 41′′ des Ab­ standsringes 41′ gebildet ist, ermöglichen insgesamt eine reproduzierbare Einstellbarkeit der Werkzeugspitze 51′. Innerhalb der radialen Strecke GF′-EG′ (Fig. 1), die von dem entferntesten Punkt der Werkzeugspitze 51′ zur Rotationsachse des zylindrischen Werkzeug­ grundkörpers 10′ reicht, ist eine reproduzierbare Verstellung des Werkzeuges in Schrittweiten von weniger als einem Mikrometer sichergestellt.

Der Fig. 1 entnimmt man weiterhin, daß jeder Bruchteil einer Umdrehung der Mikrometerschraube 30′ einer Verschiebung des ver­ zahnten Segmentes 20′ in einer Richtung parallel zur Achse der Mikrometerschraube 30′ entspricht, wobei die Größe der Verschiebung eine Funktion der Gewindesteigung der Mikrometerschraube 30′ ist.

Jedes Verschieben des verzahnten Segmentes 20′ entlang seiner geometrischen Achse entspricht wiederum einer Verschiebung des Werkzeugschafts 50′′ entlang seiner geometrischen Achse, wobei diese eine Funktion des Winkels α der Verzahnung 52′′ und der zahnstangenartigen′ Einkerbung 22′ bezüglich der geometrischen Achse des verzahnten Segments 20′ ist.

Weiterhin besteht eine Verschiebung des Werkzeugschaftes 50′′ aus einer axialen Verschiebungskomponente entlang der Rotationsachse des zylindrischen Werkzeuggrundkörpers 10′, welche von begrenztem Interesse ist, und aus einer radialen Verschiebungskomponente, welche die Radiusvariation GF′-EG′ und folglich die mit der Ein­ stellung erreichbaren Durchmesservariation bestimmt. Solch eine radiale Verschiebungskomponente ist eine Funktion der Verschiebung des Werkzeugschaftes 50′′ und des Winkels β zwischen der Gleitachse des Werkzeugschaftes 50′′ und der Drehachse des zylin­ drischen Werkzeuggrundkörpers 10′ oder des Winkels β′, welcher zwischen der Gleitachse des verzahnten Segments 20′ und der Drehachse des zylindrischen Werkzeuggrundkörpers 10′ gegeben ist.

Der Grad der Einstell- und Ablesungsauflösung des Feinausbohrwerkzeuges hängt von der aus zwei Einzel­ übersetzungen resultierenden Gesamtübersetzung ab.

Die erste Einzelübersetzung betrifft die Verschiebung des ver­ zahnten Segmentes 20′ entlang einer Achse in Richtung der Mikrometerschraube 30′, welche mit einer Drehung des Einstellknopfes 44′ und folglich der Mikrometerschraube 30′ erfolgt, und kann mathematisch durch einen Quotienten QI angegeben werden, der als das Verhältnis zwischen der Verschiebung des verzahnten Segmentes 20′ je Umdrehung der Mikrometerschrauben 30′ (aufgrund seiner Gewindesteigung) und der Zahl der Unterteilungen oder Teilstriche der drehbaren skalierten Scheibe 43′ definiert ist.

Als Beispiel "a" für die erste Einzelübersetzung QI sei angeführt, daß eine Verschiebung des verzahnten Segmentes 20′ von 0,5 mm bei jeder vollständigen Umdrehung des drehbaren Einstellknopfes 44′ zusammen mit der Scheibe 43′, welcher eine Funktion der Gewindesteigung der Mikrometerschraube 30′ist, d. h. 0,5 mm Umdrehung, und daß die drehbare Scheibe 43′ fünfzig (50) Unterteilungen oder Teilstriche hat. Dann ist eine Verschiebung des verzahnten Segmentes 20′ auf 0,01 mm ablesbar, d. h. ein Hundertstel eines Millimeters, für jede Unterteilung (Teilstrich der drehbaren skalierten Scheibe 43′. QI ist daher 0,5/50 = 0,01 mm/Teilstrich.

Die zweite Einzelübersetzung kann mathematisch dargestellt werden durch einen Quotienten QII, der als das Verhältnis zwischen der Größe der Verschiebung des verzahnten Segmentes 20′ und der Größe der radialen Verschiebung aufgrund erstgenannter Ver­ schiebung des Werkzeugschaftes 50′′ und folglich der Werkzeug­ spitze 51′ gegeben ist. Der Quotient QII ist eine Funktion der Winkel α, β und β′.

Als Beispiel "b" für die zweite Einzelübersetzung QII sei angeführt, daß die Verschiebung des verzahnten Segments 20′ 0,01 mm für jede Unterteilung (Teilstrich) der skalierten Scheibe 43′ ist, und daß die radiale Verschiebung des Werkzeugschaftes 50′′ beispielsweise 0,0005 mm je Unterteilung (Teilstrich) ist, wobei das Übersetzungsverhältnis ins Langsame gegeben ist durch den Ausdruck 0,01/0,0005 = 20 oder 1 : 20, d. h., daß die radiale Verschiebung der Werkzeugspitze 51′ um so viel Mal kleiner ist als die Verschiebung des verzahnten Segmentes 20′, wie das Übersetzungsverhältnis ins Langsame angibt.

Die Winkel β und β′ werden von Fall zu Fall im Rahmen der Konstruktion des radial einstellbaren (Präzisions-Mikrometer-)Fein­ ausbohrwerkzeuges bestimmt und folglich ist bei jeder Anwendung, bei der β und β′ vorgegeben sind, das Übersetzungsverhältnis ins Langsame ausschließlich eine Funktion des Winkels α. Eine bestimmte Größe der Verschiebung des verzahnten Segmentes 20′ bewirkt eine radiale Verschiebung des Werkzeugschaftes 50′′ in einer Größe, die vom Betrag der Verschiebung des verzahnten Segmentes 20′ und vom Wert des Winkels α abhängt.

Die resultierende Gesamtübersetzung, mit anderen Worten die radiale Verschiebung des Werkzeugschafts 50′′ bzw. der Werkzeug­ spitze 51′, die mit der Drehung des Einstellknopfes 44′ und folglich der Mikrometerschraube 30′ erhalten wird, besteht aus der Zusammenwirkung der beiden vorstehend beschriebenen Einzel­ übersetzungen und kann mathematisch durch einen Quotient QIII beschrieben werden, der das Verhältnis zwischen den Quotienten QI und QII angibt. Im Ausführungsbeispiel - mit den Zahlenbeispielen "a" und "b" - ist QI = 0,5/50 = 0,01 mm/Teilstrich und QII = 0,01/0,0005 = 20 ist. Der Quotient QIII ergibt sich dann als QI/QII = 0,01/20 = 0,0005 mm/Teilstrich, womit die Auflösung des Systems angegeben ist.

Das Feinausbohrwerkzeug mit Einstellmöglichkeit im Nanometerbereich gemäß der Erfindung ist für die Endbearbeitung von Präzisionsbohrungen bestimmt und erlaubt besonders feine Werkzeugeinstellung, d. h. eine sehr feine f Verschiebung des Werkzeugschaftes 50′′′ im Mikrometerbereich bei einer bestimmten Ablesung der Skala der drehbaren Scheibe 43′. Der Arbeitsbereich U zwischen dem kleinsten und dem größten bearbeitbaren Durchmesser gemäß Fig. 4 ist begrenzt, da der Arbeitsbereich von dem maximal zulässigen Vorschub des Werkzeugschaftes 50′′ aufgrund des Winkels α der Zähne im Rahmen des erforderlichen Grades der Präzision abhängt.

Den Fig. 4 und 5 entnimmt man, daß zur Erweiterung des Arbeitsbereiches U zwischen den minimalen und maximalen Durch­ messern eine Vorrichtung zur Klammerung der Werkzeugspitze 51, 51′ vorgesehen ist, bei dem die Werkzeugspitze 51, 51′ in einem Halter 130 befestigt ist, welcher die Form eines "L" aufweist und an der Rückseite durch ein Maß M gegeben ist. Ein solcher Halter 130 ermöglicht die Bearbeitung von Bohrungen, deren Durchmesser zwischen d und d′ liegen. Wird ein Halter 130 gegen einen Halter 131 gemäß Fig. 5 ausgetauscht, so ist es möglich, Bohrungen endzubearbeiten, deren Durchmesser zwischen d′ und d′′ in dem Arbeitsbereich U liegen. Der Arbeitsbereich, welcher durch den Werkzeugschaft 50, 50′, 50′′ gegeben ist, kann somit durch den Einsatz entsprechend längerer Halter mit "L"-Form mehrfach genutzt werden.

Dadurch, daß die Differenz zwischen den Maßen M und M′ gering­ fügig kleiner als der maximale Vorstellbereich des Werkzeugschaftes 50, 50′ und 50′′ ist, ist es möglich, lediglich durch Austausch eines Halters 130 durch einen Halter 131 Bohrungen mit Durchmesser zwischen D und D′′ endzubearbeiten.

Eine Vielzahl von Haltern, bei denen die Differenz zwischen M und M′ zu jedem neuen Halter addiert ist, ermöglicht eine wiederholte Vergrößerung des Arbeitsbereiches U um ein Vielfaches.

Der maximale Totgang von 0,002 mm zwischen dem Ringlagerkragen 35′ der Mikrometerschraube 30′ und der Ringe 40′, 41′ kann durch Ausnutzung von elastischen Eigenschaften der Materialien, aus denen die Ringe 40′, 41′ gefertigt sind, reduziert werden, indem diese durch geeigneten Anzug der Schrauben 45′ komprimiert wer­ den. Durch diese Maßnahme kann der maximale Totgang von 0,002 mm progressiv zu sehr minimalen Maßen in der Größenordnung von 0,0001 mm reduziert werden, mit der Tendenz Richtung Null.

Claims (3)

1. Feinausbohrwerkzeug, insbesondere für Sackbohrungen, das einen zylindrischen Werkzeuggrundkörper mit einer Rotationsachse mit einer im Werkzeuggrundkörper angeordneten ersten Führung für ein verschiebbares Zahnsegment und mit einer rechtwinklig zur ersten Führung angeordneten zweiten Führung für einen ver­ schiebbaren Werkzeugschaft mit Werkzeugschneide aufweist, wobei das Zahnsegment zahnstangenartige Einkerbungen aufweist, die in ihren Längserstreckungen unter einem spitzen Winkel (α) zur Schiebeachse des Zahnsegments an einer ebenen Zahnsegmentfläche angeordnet sind, und wobei der Werkzeugschaft mit einer Verzahnung ausgerüstet ist, die an den Einkerbungen des Zahnsegments gleitbar anliegt, dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Führungen (1′, 2′) in einem spitzen Winkel (β′, β) zur Rotationsachse des Werkzeuggrundkörpers (10′) angeordnet sind,
daß eine Stellschraube (30′) mit Feingewinde in dem Werkzeuggrundkörper (10′) drehbewegbar und axialunbewegbar gelagert ist, die eine Axialbohrung des Zahnsegments (20′) durchfaßt,
daß auf das Feingewinde des Zahnsegments (20′) eine Gewindebuchse (24′) aufgesetzt ist, die in der Bohrung des Zahnsegments (20′) drehfest angeordnet und mittels einer in die Bohrung einschraubbaren Spannbuchse (26′) an das Zahnsegment (20′) angeschlossen ist sowie durch Drehung der Stellschraube (30′) axialbewegbar ist und
daß die Stellschraube (30′) aus dem Werkzeuggrundkörper (10′) heraus geführt ist und an ihrem außenseitigen Ende einen Drehknopf (44′) aufweist mit Skalierung (43′), deren Skalenteilung Verstellschritte der Werkzeugschneide von weniger als einem Mikrometer in Werkzeugschaftlängsrichtung zugeordnet sind,
wobei zum Zwecke der Totgangreduzierung zwischen beweglichen Teilen

• a) die auf das Zahnsegment (20′) aufgesetzte Gewindebuchse (24′) endseitig Außenkonusflächen (24a′) sowie von beiden Endseiten ausgehende Längsschlitze (24b′) aufweist und dadurch mittels der Spannbuchse (26′) in radialer Richtung stauchbar ist und
• b) das Zahnsegment (20′) und der Werkzeugschaft (50′′) jeweils im Querschnitt eine ebene Zahnsegmentfläche und daran an­ schließende konvergierende Flanken aufweisen, wobei die ebenen Zahnsegmentflächen miteinander in Eingriff stehen und die kon­ vergierenden Flanken an Führungsflächen (1′, 2′) des Werk­ zeuggrundkörpers (10′) gleiten und wobei eine der Flanken des Zahnsegmentes (20′) durch vorgespannte Federscheiben (61′) beaufschlagt ist.

2. Feinausbohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnsegment (20′) und der Werkzeugschaft (50′′) jeweils einen dreieckförmigen Querschnitt besitzen.

3. Feinausbohrwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellschraube (30′) endseitig einen Ringlagerkragen (35′) und eine als Zentrierfläche ausgebildete Mantelfläche eines Mikrometerschraubenteilstückes (33′) aufweist, wobei der Ringlagerkragen (35′) und die Zentrierfläche des Mikrometerschraubenteilstückes (33′) in einer Lagerringanordnung (40′, 41′), die an einer abgewinkelten Stirnfläche (12′) des Werkzeuggrundkörpers (10′) befestigt ist, gelagert sind.