(19)
(11) EP 1 329 337 A1

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
23.07.2003  Patentblatt  2003/30

(21) Anmeldenummer: 02450008.4

(22) Anmeldetag:  17.01.2002
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC)7B43K 1/08
(84) Benannte Vertragsstaaten:
AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE TR
Benannte Erstreckungsstaaten:
AL LT LV MK RO SI

(71) Anmelder: Schächter, Friedrich
A-1232 Wien (AT)

(72) Erfinder:
  • Schächter, Friedrich
    A-1232 Wien (AT)

(74) Vertreter: Patentanwälte BARGER, PISO & PARTNER 
Mahlerstrasse 9 Postfach 96
1015 Wien
1015 Wien (AT)

   


(54) Werkzeug zur Herstellung von Kugelschreiberspitzen


(57) Die Erfindung betrifft ein Werkzeug (10) zur Herstellung von Kugelschreiberspitzen, sogenannten raw points in deren Sitzbereich und bevorzugt in deren Konusbereich. Weiters betrifft die Erfindung die Herstellung solcher Werkzeuge und deren Montage in schnelldrehenden Präzisionsspindeln.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug einstückig (monolithisch) ausgebildet ist. Eine Weiterbildung des Werkzeuges ist dadurch gekennzeichnet, dass es ein Sitzbereichselement (12) zur Herstellung des Sitzbereiches (3) und bevorzugt ein Konuselement (13) zur Herstellung des Konus (5a) aufweist und dass diese Elemente (12, 13) auf einem Basisteil (10a) ausgebildet sind.




Beschreibung


[0001] Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zur Herstellung von Kugelschreiberspitzen, sogenannten raw points in deren Sitzbereich und bevorzugt in deren Konusbereich. Weiters betrifft die Erfindung die Herstellung solcher Werkzeuge und deren Montage in schnelldrehenden Präzisionsspindeln.

[0002] Gemäß dem Stand der Technik wurde die Bearbeitung dieser Bereiche mittels gängiger Schalttellerautomaten in einzelnen, aufeinanderfolgenden, Arbeitsschritten nacheinander durchgeführt, wodurch sowohl die Exzentrizität als auch die Gratbildung nicht ausreichend beherrscht wurde. In weitere Folge wurden mehrteilige Werkzeuge entwickelt, die einzeln montierbar und fixierbar in einer gemeinsamen Spannvorrichtung gehalten wurden. Damit wurde zwar das Problem der Gratfreiheit gelöst, aber die Konzentrizität im Mikronbereich sowie die gewünschten Maße der Schreibspitzen konnten, da hochgenaue, schnelldrehende Spindeln deren Drehachse vom Stillstand bis zur vollen Drehzahl eine Abweichung von nicht mehr als 0,5 Mikrometer aufweist, nicht zur Verfügung standen, nur mit größten Schwierigkeiten erreicht werden.

[0003] Die Erfindung bezweckt, einen raw point mit bisher unerreichter Genauigkeit herzustellen.

[0004] Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt
die Fig. 1 eine Kugelschreiberspitze, wie sie beispielsweise mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug hergestellt werden kann,
die Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Werkzeug und
die Fig. 3 und 4 eine besonders bevorzugte Variante eines erfindungsgemäßen Werkzeuges.

[0005] Die Fig. 1 zeigt eine Kugelschreiberspitze nach Abschluß der spanabhebenden Bearbeitung (raw point) mit einer nur zur Erläuterung eingesetzten Kugel. Solche Kugelschreiberspitzen bestehen üblicherweise aus gut zerspanbarem, kurzspanigem Messing oder Neusilber.

[0006] Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist eine Kugelschreiberspitze 1 sehr komplex aufgebaut. Im wesentlichen weist sie einen zentralen Zufuhrkanal 2 für die Kugelschreiberpaste, im folgenden vereinfacht Tinte genannt, auf, der mittels einer Bohrung 2a in einen Sitzbereich 3 für die Kugel 4 mündet. Dieser Sitzbereich 3 besteht im wesentlichen aus einer an die Bohrung 2a anschließenden Pilotbohrung 3a, einer ringförmigen Bodenfläche 3b und einer zylindrischen Bohrung 3c, die an einer Stirnfläche 3d mündet.

[0007] Die an die Stirnfläche 3d anschließende, äußere, Kontur besteht aus einem Konus 5a, der gemeinsam mit dem Sitzbereich 3 die sogenannte Lippe 9 bildet. An den Konus 5a schließt im dargestellten Ausführungsbeispiel über eine Schulter 5c ein weitere Konus 5b an, dessen Ausbildung und Funktion weiter unten erläutert wird. Daran anschließend folgt eine Schulter 6 und ein Schaft 7.

[0008] Bei dieser Beschreibung sind die verschiedenen Übergänge, Anfasungen, Zwischenabsätze u.dgl. nicht angeführt, da sie für das Verständnis der Erfindung nicht von großer Bedeutung sind und da sie der Fachmann auf dem Gebiete der Herstellung von Kugelschreiberspitzen aus eigener Erfahrung gut kennt.

[0009] Festgehalten soll zum besseren Verständnis der Probleme bei der Herstellung einer solchen Kugelschreiberspitze auch werden, daß bei Kugelschreiberspitzen wie der im dargestellten Ausführungsbeispiel, der größte Durchmesser im Bereich der Schulter 6 nur knapp über 2 mm beträgt und daß der Sitzbereich 3 für die Kugel 4 mit einer Genauigkeit von einem Mikrometer oder besser hergestellt werden sollte. Diese Genauigkeit soll bei höchsten Taktraten (240 Stück/min, was für die eigentliche spanabhebene Bearbeitung 0,125 sec erlaubt) und mit größter Zuverlässigkeit erreicht werden. Die Kosten für eine solche, zumeist aus Messing gefertigte, Kugelschreiberspitze liegen im Bereich von unter einem Dollar-Cent.

[0010] Es ist von größter Bedeutung für die Qualität des fertigen Kugelschreibers, dass die Pilotbohrung 3a genau konzentrisch zur Schulter 3b und zur zylindrischen Bohrung 3c liegt. Darüberhinaus muß die Stirnfläche 3d genau drehsymmetrisch zur Achse 3e des Sitzbereiches 3 ausgebildet sein. Genau konzentrisch zur Achse 3e muß auch der Konus 5a angeordnet sein. Unter "genau" werden in dieser Beschreibung die Form- und Lageabweichungen im Ausmaß des 0,001-fachen des Nenndurchmessers der Bohrung 3c verstanden.

[0011] Dabei ist zusätzlich zur Konzentrizität zwischen Pilotbohrung und Schulter auch die Länge der Pilotbohrung 3a aus folgenden Gründen von Bedeutung: Nach der spanenden Bearbeitung des Kugelschreiberspitze werden die Tintenkanäle in den Bereich des Überganges von der Pilotbohrung 3a zur Schulter 3b mittels eines Prägewerkzeuges geschaffen und es wird die Kugel in axialer Richtung in ihren Sitz gepreßt. Dabei muß auch beim Auftreten von "Fahnen", die sich bei dieser Bearbeitung zufolge der Materialverdrängung zur Achse hin bilden können, sichergestellt sein, dass bei der fertigen Kugelschreiberspitze der Tintenfluß einwandfrei erfolgen kann, was durch eine ausreichende Tiefe der Pilotbohrung sichergestellt wird.

[0012] Die Fig. 1 zeigt auf ihrer linken Seite die Form des kaltgepreßten Rohlings 8 aus dem in der Folge spanabhebend die Bohrungen 2 und 2a, der Sitzbereich 3 und der Konus 5a gearbeitet wird.

[0013] Die Fig. 1 zeigt auch eine fiktiv eingesetzte Kugel 4 um den Überstand der Kugel über die Stirnfläche 3d zu illustrieren.

[0014] In der Folge werden in die ringförmige Sitzfläche 3b Tintenkanäle geprägt, die Kugel wird eingesetzt, in die Sitzfläche gedrückt und der Lippenbereich wird um die Kugel gebördelt. Durch das Bördeln, beispielsweise durch einen Spinner Head, wird ein mikroskopisch präziser, enger, ringförmig gekrümmter Spalt konzentrisch um die Kugel 4 und zum Sitz gebildet. Die geometrische Genauigkeit dieses Spaltes ist Voraussetzung für eine Qualitätskugelschreiberspitze.

[0015] Im Stand der Technik ist es notwendig, zur Schaffung des Sitzbereiches 3 und des Konus 5, ein mehrteiliges Werkzeug zu verwenden, dessen Teile in einem Werkzeugkopf einzeln justierbar und fixierbar, in einer schnelldrehenden (18000 bis 60000 U/min) Präzisionsspindel angeordnet sind.

[0016] Die Lagerung der Präzisionsspindel besteht aus stark vorgespannten Kugellagern mit einem Kontaktwinkel zwischen 15° und 30°, vorzugsweise Hybridlager, der höchsten Genauigkeitsklasse (ABEC 9) in einem Spindelgehäuse, dessen Genauigkeit IT 01 bis IT 1, Maße, Zylindrizität, Konzentrizität, Parallelität, liegt. Die Oberflächen, die zur Aufnahme der verwendeten Lager dienen, sollen eine Rauhigkeit von Ra 0,1 nicht überschreiten. Durch diese Genauigkeiten kann die Vorspannung der Lager über die üblichen Grenzen hinaus erfolgen, ohne dass es zur unzulässigen Erwärmung der Spindel kommt. Als Schmiersystem der Lagerung ist beispielsweise Ölnebel geeignet. Ausserdem ist eine berührungsfreie Dichtung, zur Begrenzung der Reibungswärme, beispielsweise eine Labyrinthdichtung, notwendig. Mit derartigen Spindeln kann auch die Konzentrizität beherrscht werden.

[0017] Es verbleibt das Problem, die mehrteiligen Werkzeuge beim Ausbau zwecks Nacharbeiten und Wiedereinbau, sowie beim Lösen, Verstellen und ähnlichen Lageänderungen einzelner Werkzeugeteile, mit der erforderlichen Genauigkeit zu justieren. Dies bedingt, dass die Spannflächen des Werkzeuges und der Spannvorrichtung perfekt sauber gehalten werden, da bereits geringste Änderungen der Spannsituation, sei es durch winzige Partikel oder Änderung durch die Werkzeugspannung, oder ähnliches, die Korrelation vor und nach der Korrektur unsicher werden lassen.

[0018] Mit den bekannten mehrteiligen individuell justier- und fixierbaren Werkzeugen lassen sich nur sehr schwer die gewünschten Dimensionen (auf ein Mikrometer genau) und die gewünschte Geometrie (ebenfalls auf ein Mikrometer genau) des raw point erreichen.

[0019] Versuche, ein einteiliges (monolithisches) Werkzeug zu schaffen, mit dem der Sitzbereich 3 und bevorzugt auch der Konus 5a, eventuell samt Schulter 5c, hergestellt werden kann, scheiterten daran, daß ein solches Werkzeug, üblicherweise bestehend aus feinkörnigem Wolframcarbid mit beispielsweise 4 % Co, sehr schwer, insbesondere mit einem Kantenradius von 0,02 mm zu schleifen ist. Durch die Abnutzung des Profiles der Schleifscheibe wird ihr häufiges Abrichten mit allen damit verbundenen Problemen notwendig. Die Verwendung von Funkenerosion ist daher vorteilhaft. Bei Verwendung eines moderneren Materials, z.Bsp. eines feinkörnigen, polykristallinen Diamanten (PCD), ist eine Bearbeitung nur mit Funkenerosion (EDM, electro discharge machining) möglich, vorzugsweise mit Drahterosion (wire-EDM), mit einem Drahtdurchmesser von 15 bis 50 µm, um die geforderten kleinen Übergangsradien herstellen zu können.

[0020] Die Fig. 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Werkzeug 10, das diese Aufgabe löst. Dieses Werkzeug wird aus einem zylindrischen Stäbchen mit einem Durchmesser von beispielsweise 4 mm, mit einer Rundheit und Zylindrizität, deren Abweichung unter 0,5 um liegt, hergestellt. Diese Genauigkeit ist durch spitzenloses Schleifen (centerless grinding) erreichbar.

[0021] Dieses, sich bei der Bearbeitung einer Kugelschreiberspitze in Richtung des Pfeiles D drehende, monolithische Werkzeug 10 weist einen Basisbereich 10a auf, der die oben erläuterte Rundheit und Zylindrizität besitzt und als Referenz dient. Dazu ist bevorzugt der Basisbereich 10a im axialen Abstand vom Sitzbereichselement (vorzugsweise 1,5 mm Abstand von der Kante 10b) entlang seines gesamten Umfanges ausgebildet. Im "oberen" Bereich ist das Basiselement entlang der Kante 10b, die geeigneten Abstand (zumindest 51 % des Durchmessers der Bohrung 3c, Fig. 1) von der Mitte aufweist, parallel zur Achse 16, in axialer Richtung bis zum vollständigen Basisbereich, abgestuft. Dies Abstufung schafft den Platz für einen nicht dargestellten Werkzeugteil, der den Konusbereich 5a bildet. Aus der Basis ragt das Sitzbereichselement 12, das die Pilotbohrung 3a, die ringförmige Bodenfläche 3b, die zylindrische Bohrung 3c und die Stirnfläche 3d formt.

[0022] Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Sitzbereichselement 12 eine mehrfach geknickte Schneidkontur 14 auf, die aus folgenden Abschnitten besteht: Der oberste Abschnitt schafft den Übergang von der Bohrung 2a zur Pilotbohrung 3a, die folgenden Abschnitt die Pilotbohrung 3a, die ringförmige Bodenfläche 3b, die zylindrische Bohrung 3c und schließlich die Stirnfläche 3d. Die Schneidkontur 14 liegt in einer Brustebene 12a, die vorzugsweise um 0,05 bis 0,1 mm über der Mitte der Basis 10a liegt (angedeutet durch den Durchstoßpunkt der Achse 16 in der Fläche 12c). Dies ermöglicht es, die Freiflächen 12b normal zur Brustfläche 12a auszubilden, wodurch eine mechanisch stabile, verschleißresistente Schneidengeometrie erzielt wird.

[0023] Eine Korrektur betreffend die Durchmesser des Sitzbereiches kann ohne Entnahme des einstückigen Werkzeugteiles 10, der das Sitzbereichselement 12 aufweist, aus der Spannvorrichtung durch Verschieben quer zur Achse 16 vorgenommen werden, wobei die einzelnen Abstände der Abschnitte des Sitzbereiches 3a, 3b, 3c und 3d am Werkzeug zueinander sich zufolge dessen Einstückigkeit nicht ändern können. Durch die Verschiebung werden nur simultan die Durchmesser um jeweils den selben Wert verändert. Wenn die Durchmesser den gewünschten Wert erreichen, ist ohne weiteres zutun auch der richtige Überstand der Kugel über die Stirnfläche 3d erreicht.

[0024] Dieses einstückige Werkzeug 10 für den Sitzbereich wird wie oben erläutert, durch einen, nicht dargestellten Teil für den Konusbereich 5a und vorzugsweise die Schulter 5c ergänzt. Dabei spielen die oben genannten Probleme mehrteiliger Werkzeuge aber hier nur eine vernachlässigbare Rolle, da das einstückige Werkzeug 10 nicht entnommen werden muß und durch eventuelle Abweichungen beim Wiedereinspannen des Konuselementes nur die Wandstärke der Lippe 9 (Fig. 1) im Mikrometerbereich variieren kann, nicht aber ihre Konzentrizität leidet. Durch diesen unabhängigen Konusteil erhält man die Möglichkeit, durch sein Verschieben bezüglich des einstückigen Teile 10 entlang der durch die Kante 10b begrenzten, parallel zur Achse 16 verlaufenden Ebene, die Stärke der Lippe 9 unabhängig von den Durchmessern des Sitzbereiches 3 zu beeinflussen.

[0025] Die Fig. 3 und 4 zeigen ein erfindungsgemäßes Werkzeug, bei dem sowohl das Sitzbereichselement 12 als auch ein Konuselement 13 einstückig auf einem gemeinsamen Basisteil 10a ausgebildet sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel formt das Konuselement 13 den Konus 5a und die Schulter 5c (Fig. 1).

[0026] Das Konuselement 13 weist eine Brustfläche 13a auf, die vorzugsweise durch die Mitte der Basis 10a geht (durch die Achse 16) und bezüglich der Brustfläche 12a einen Winkel größer als 90°, bevorzugt etwa 120°, aufweist. Dadurch erreicht man sowohl ausreichend Raum für die Abfuhr der Späne beider Schneidkonturen 14, 15 als auch ausreichende mechanische Festigkeit beider Elemente 12, 13.

[0027] Aus einer Zusammenschau der Fig. 3 und 4 erkennt man den in axialer Richtung tiefen Einschnitt vor der Brustfläche 13a und die Nut zwischen dem Sitzbereichselement 12 und dem Konuselement 13. Diese Freiräume können durch das weiter unten beschriebene Verfahren hergestellt werden. Aus der Fig. 3 geht auch die komplexe Ausbildung der winzigen Flächen des Sitzbereichselementes 12 hervor, deren genaue Herstellung ebenfalls durch das unten beschriebene Verfahren ermöglicht wird.

[0028] Für beide Ausführungsformen des einstückigen Werkzeuges erfolgt die Positionierung des Werkzeuges 10 in mehreren Schritten: Zuerst wird durch Verschieben des Werkzeuges bzw. seiner Spannvorrichtung in X-Richtung und/oder Y-Richtung (die gemeinsam mit der Z-Richtung ein orthogonales Koordinatensystem bilden, wobei die Z-Richtung mit der Achse 16 übereinstimmt) dessen Achse 16 in Übereinstimmung mit der Drehachse der Präzisionsspindel gebracht. Dies erfolgt durch Drehen der Spindel in vier (im Zusammenhang mit der Brustebene 12a stehende) vorbestimmte und auf geeignete Weise markierte orthogonale Positionen, Bestimmen des Abstandes der genauen zylindrischen Oberfläche der Basis 10a an diesen Positionen zu einer während des Positioniervorganges fix angeordneten, genauen Meßuhr (Mikrokator). Die so festgestellte Abweichung in X- bzw. Y-Richtung wird durch Verschieben des Werkzeuges korrigiert, bis die Abweichung unter 0,5 µm liegt.

[0029] Sodann werden einige Proben hergestellt und vermessen. Dabei festgestellte Abweichungen der erhaltenen raw points von den gewünschten Maßen können folgendermaßen berichtigt werden:
Zur Vergrößerung der Durchmesser des Sitzbereiches 3 ist es nur notwendig, das Werkzeug 10 parallel zur Brustebene, somit in Richtung der X-Achse zu verschieben. In diese Richtung ist die Brustebene 12a beim Einspannen des Werkzeuges 10 genau positioniert worden. Da der Winkel zwischen den Brustebenen 12a und 13a größer als 90° ist, kommt es dabei zu einer Verkleinerung des Durchmessers des Konus 5a und der Schulter 5c. Das kann durch entsprechende Verschiebung in Richtung gegen die Y-Achse kompensiert werden. Man kann auf rechnerische bzw. graphische Weise in Kenntnis des Winkels zwischen den Brustebenen 12a und 13a leicht das Ausmaß der Verschiebung sowohl in X-Richtung als auch in Y-Richtung bestimmen, das den gewünschten Durchmesser des Sitzbereiches 3 und der gewünschten Dicke der Lippe 9 herbeiführt. Dabei ist immer darauf zu achten, dass die Achse 16 des Werkzeuges 10 genau parallel zur Achse der Präzisionsspindel bleibt.

[0030] Die Herstellung eines erfindungsgemäßen Werkzeuges erfolgt durch Drahterosion und wird unter Verwendung der oben erwähnten hoch genauen zylindrischen Stäbchen mit der Mantelfläche im Basisteil 10a möglich. Der Draht wird zuerst unter Anlegen einer kleinen Spannung (beispielsweise 10V) der zylindrischen Mantelfläche des Stäbchens angenähert, bis ein Kontakt stattfindet, worauf man zufolge der genauen Ausbildung des Stäbchens eine exakt reproduzierbare und genau definierte Lage des Drahtes, eigentlich seiner Mantelfläche, relativ zur Stäbchenachse 16 zur Verfügung hat. Es ist daher möglich, trotz verschiedener Umsetzungen oder auch Umspannvorgänge des Werkzeuges 10 bzw. des Drahtes, die verschiedenen Kanten, Flächen und Nuten des Werkzeuges 10 mit der erforderlichen Genauigkeit herzustellen.

[0031] Für die Herstellung von Schultern od.dergl., die weder parallel noch normal zur Achse 16 verlaufen sollen, sind weitere Referenzen, entweder Flächen oder Kanten, vorzusehen.

[0032] Dazu ist es notwendig, den Abstand der Drahtmantelfläche von der zu bearbeitenden Oberfläche (Funkenspalt) unter den Bearbeitungsbedingungen (substantiell höhere Spannung als beim oben erwähnten Meßvorgang, verwendete Frequenz, Kapazität, Flächengröße, etc.) experimentell zu ermitteln und zu berücksichtigen. Als Material für den hochgenauen Draht kommt bevorzugt Wolfram, Molybdän oder messingummantelter Stahldraht in Frage.

[0033] Wiederum soll darauf verwiesen werden, daß der Durchmesser des Werkzeuges 10 in seinem zur Lagebestimmung vorgesehenen zylindrischen Teil nur 4 mm beträgt und daß die Lage der Schneidkonturen 14, 15 mit Genauigkeiten unter einem Mikrometer hergestellt werden müssen. Die Flächen 12a, 12b, 12c, der Schneidkontur 14 und die analogen Flächen der Schneidkontur 15 müssen die vorgegebene Geometrie auf ein Mikrometer genau erfüllen.

[0034] Es soll im Zuge dieser Beschreibung nicht auf Details eingegangen werden, wie sie beispielsweise die Kante oder Leiste 17 darstellt, die als optisch erkennbare Referenz für die Montage des Werkzeuges 10 im Hinblick auf die genaue Ausrichtung zur X-Achse sowohl bei seiner Herstellung als auch bei seiner Verwendung benützt wird. Es soll nur noch darauf hingewiesen werden, daß es bei der Herstellung und auch der Montage des Werkzeuges 10 nicht absolut notwendig ist, daß, wie in Fig. 2 und 4 gezeigt, ein Bereich mit voll durchlaufenden zylindrischen Außenmantel vorgesehen ist, es müssen nur dort Bereiche des hoch genauen zylindrischen Außenmantels bestehen bleiben, wo es für das Justieren bzw. Kalibrieren der Funkenerosionsmaschine und das Einspannen und Justieren in der Spannvorrichtung der Präzisionsspindel notwendig ist.

[0035] Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann verschiedentlich abgewandelt werden. So ist es zuerst einmal möglich, die Form und die Lage der Schneidkonturen an die benötigte Form des Sitzbereiches 3 (kegelige Bodenfläche 3b, etc.) bzw. des Konus 5a der Kugelschreiberspitze anzupassen. Es ist nicht notwendig, dass sich an den Konus 5a ein weiterer Konus 5b anschließt. Die axiale Länge des Basisteiles 10a beträgt typischerweise das Doppelte des Durchmessers, ohne darauf beschränkt zu sein.


Ansprüche

1. Werkzeug (10) zur spanabhebenden Herstellung von Kugelschreiberspitzen, sogenannten raw points, in deren Sitzbereich (3) und bevorzugt in deren Konus (5a), dadurch gekennzeichnet, dass es einteilig (monolithisch) ist.
 
2. Werkzeug (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Sitzbereichselement (12) zur Herstellung des Sitzbereiches (3) und bevorzugt ein Konuselement (13) zur Herstellung des Konus (5a) aufweist und dass diese Elemente (12, 13) auf einem Basisteil (10a) ausgebildet sind.
 
3. Werkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Basisteil (10a) eine Mantelfläche aufweist, die zumindest in Teilbereichen um die Achse (16) des Werkzeuges kreiszylindrisch ausgebildet ist.
 
4. Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die kreiszylindrischen Teilbereiche so angeordnet sind, dass sie als Referenz für die Flächen dienen, die für spanabhebende Bearbeitung der Kugelschreiberspitzen relevant sind.
 
5. Werkzeug nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die kreiszylindrischen Teilbereiche der Mantelfläche bezüglich der Achse (16) jeweils eine Abweichung von der Zylindrizität von 0,5 µm nicht übersteigen.
 
6. Werkzeug nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es zwei Schneidkonturen aufweist, dass der Sitzbereichskontur (14) und der Konuskontur (15) jeweils eine, zumindest im wesentlichen zur Achse (16) parallele Brustfläche (12a, 13a) zugeordnet ist und dass die beiden Brustflächen einen Winkel einschließen, der größer als 90°, bevorzugt etwa 120° ist.
 
7. Werkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Sitzbereichselement (12) und dem Konuselement (13) ein Kanal für den Spandurchtritt vorgesehen ist.
 
8. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es einen dazugesetzten, mit ihm nicht einstückigen, Konuswerkzeugteil aufweist der eine Konuskontur zur Herstellung des Konus (5a) und gegebenenfalls der Schulter (5b) ausgebildet hat.
 
9. Werkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es entlang einer geradlinigen Kante (10b) eine Abstufung aufweist und dass der Konuswerkzeugteil entlang der Kante (10b) verschieblich in der Abstufung sitzt.
 
10. Verfahren zur Herstellung eines Werkzeuges nach einem der Ansprüche 4 bis 7 mittels Drahterosion, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung einer relevanten Fläche, der Draht zuerst unter Anlegen einer kleinen Spannung, beispielsweise 10V, der dieser Fläche zugeordneten Referenz angenähert wird, bis ein Kontakt stattfindet, wodurch eine exakt reproduzierbare und genau definierte Lage des Drahtes erhalten wird, und dass darauf die relevante Fläche hergestellt wird.
 
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass für die Herstellung von Schultern od.dergl., die weder parallel noch normal zur Achse (16) verlaufen sollen, weitere Referenzen, entweder Flächen oder Kanten, vorgesehen sind.
 
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Kontaktieren der Referenz die Zustellbewegung des Drahtes und der Schneidvorgang in Abhängigkeit von der gewünschten Oberflächenqualität und Oberflächengeometrie mit angepaßter elektrischer Spannung, Frequenz und Kapazität und mechanischer Spannung des Drahtes ausgeführt wird.
 
13. Verfahren zur Justierung der Achse (16) eines Werkzeuges (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 7 relativ zur Drehachse einer Präzisionsspindel, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug nach dem Einsetzen und Fixieren in eine bezüglich der Drehachse in X- und Y-Richtung verschiebliche Halterung der Präzisionsspindel durch Drehen der Spindel in zumindest drei, bevorzugt vier orthogonale Positionen gebracht wird, dass in jeder dieser Positionen die Abweichung von der Koaxialität der beiden Achsen durch Vermessen der zylindrischen Teilbereiche der Basis (10a) bestimmt wird, wonach die erforderliche Korrektur durch entsprechende Verschiebung in X- und/oder Y-Richtung vorgenommen wird.
 
14. Verfahren nach Anspruch 13 zur Erreichung der gewünschten Dimensionen der Kugelschreiberspitze, dadurch gekennzeichnet, dass eine Probespitze hergestellt und vermessen wird und dass dann die Achse (16) des Werkzeuges entsprechend der Abweichung verschoben wird.
 
15. Kugelschreiberspitze (1), dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einem Werkzeug gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 hergestellt wurde.
 
16. Kugelschreiberspitze (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10 hergestellt wurde.
 




Zeichnung
















Recherchenbericht