DE10149957B4

DE10149957B4 - Verfahren zur Herstellung von Spannbacken

Info

Publication number: DE10149957B4
Application number: DE10149957.4A
Authority: DE
Inventors: Hans-Dieter Mack
Original assignee: Roehm GmbH Darmstadt
Current assignee: Roehm GmbH Darmstadt
Priority date: 2001-10-10
Filing date: 2001-10-10
Publication date: 2014-06-26
Anticipated expiration: 2021-10-11
Also published as: DE10149957A1; US20030066390A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung von Hartmetalleinsätze (5) als Spannschneiden aufweisenden Spannbacken (1) für Bohrfutter, bei dem durch spannende Bearbeitung von zylindrischen Stiften an einem axialen Ende auf einer radialen Seite eine zum Eingriff in ein dem Bohrfutter zugeordnetes Spanngewinde vorgesehene Zahnreihe (2) und an dem anderen axialen Ende eine geneigt zu der Zylinderachse (4) orientierte Planfläche (3) ausgebildet wird und nachfolgend der Hartmetalleinsatz (5) auf die Planfläche (3) aufgebracht, ausgerichtet sowie durch Laserschweißen fixiert wird.

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein zur Herstellung von Hartmetalleinsätzen als Spannschneiden aufweisenden Spannbacken für Bohrfutter, bei dem durch spanende Bearbeitung von zylindrischen Stiften an einem axialen Ende auf einer radialen Seite eine zum Eingriff in ein dem Bohrfutter zugeordnetes Spanngewinde vorgesehene Zahnreihe und an dem anderen axialen Ende einen geneigt zu der Zylinderachse orientierte Planfläche ausgebildet wird und nachfolgend der Hartmetalleinsatz auf die Planfläche aufgebracht, ausgerichtet sowie durch Laserschweißen fixiert wird.
Spannbacken sind ein wesentlicher Bestandteil eines jenen Bohrfutters, mit denen der Schaft des Bohrers gespannt werden kann, der auch während des Bohrbetriebes unter den unterschiedlichsten Belastungen, insbesondere beim schlagenden Bohren, gespannt bleiben muß. Sind die in der Regel nur dünnen Spannschneiden der Spannbacken im Bohrbetrieb beschädigt oder sogar ausgebrochen worden, ist die Funktionsweise des Bohrfutters beeinträchtigt oder sogar die notwendige Sicherheit nicht mehr gegeben. Um eine dadurch bedingte Verkürzung der Lebensdauer des Bohrfutters zu vermeiden, ist es bereits bekannt, für die Spannschneiden Hartmetalleinsätze vorzusehen, die an den Spannbacken mittels eines Bindestoffes fixiert werden, wie dies in der DE 100 08 262 A1 beschrieben ist. Der Bindestoff ist in der Praxis häufig durch ein Lot gegeben, durch das der Hartmetalleinsatz in eine am Spannbacken ausgebildete Nut eingelötet wird.
Die so hergestellten Spannbacken haben sich in der Praxis bewährt, da diese zur Verlängerung der Lebensdauer des Bohrfutters beitragen. Allerdings ist das Herstellungsverfahren sehr zeitaufwendig und kostenintensiv, da mehrere Verfahrensschritte notwendig sind, in denen die für den Hartmetalleinsatz erforderliche Nut gefertigt werden muß und vor dem Aufbringen des Lots ein Wascharbeitsgang erforderlich ist. Während des Lötens wird der Spannbacken auf über 1000°C erhitzt, was mit dem Aufbau von Spannungszonen verbunden ist und die Eigenschaften des Spannbacken im Hinblick auf Härte und Bruchfestigkeit negativ beeinflußt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, durch das die Fixierung von Hartmetalleinsätzen ohne negative Folgen für die Eigenschaften der Spannbacken möglich ist.
Die Lösung dieser Aufgabe durch das eingangs genannte Verfahren ist mit den Vorteilen verbunden, daß als Trägerfläche für die Hartmetalleinsätze lediglich eine Planfläche an der Spannbacke bereitgestellt werden muß und keine Nut sowie darin ausgebildete Sickung erforderlich ist. Durch den Verzicht auf die Verwendung eines Bindestoffes ist es auch nicht erforderlich, darauf zu achten, daß dieser Bindestoff über die gesamte Länge den Hartmetalleinsatz erreicht, so daß auch gleichfalls eine Rinne zur Führung des Bindestoffes nicht mehr erforderlich ist.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gegeben, daß die Spannbacke nach der spanenden Bearbeitung einem Glühprozeß unterzogen wird und anschließend eine Oberflächenhärtung erfolgt. Es ist weiterhin möglich, daß nach der Oberflächenhärtung die Spannbacke auf eine höhere Festigkeit vergütet und ein Anlaßvorgang getätigt wird.
Vorteilhaft ist dabei, daß vor der Laserschweißung der Spannbacken komplett vorbehandelt sein kann, weil bei der Laserschweißung nur eine partielle Erwärmung an der direkten Schweißstelle erfolgt, die nur zu einer geringen Gesamterwärmung des Spannbackens beiträgt. Als weitere vorteilhafte Folgerungen ergibt sich daraus, daß sich der Spannbacken nicht verzieht und auch keine Oxidation erfolgt, die einem weiteren Verfahrensschritt zur Bearbeitung der Oberfläche der Spannbacke erfordern würde. Da nur eine geringe Gesamterwärmung der Spannbacke erfolgt, besteht insgesamt weniger Bedarf an Wärmeenergie, was mit einer großen Reduzierung der Durchlaufzeit der Spannbacke durch diesen Verfahrensschritt verbunden ist.
Um den Verfahrensschritt des Aufbringens und Ausrichtens des Hartmetalleinsatzes auf der Planfläche zu erleichtern sowie die korrekte Ausrichtung zu gewährleisten, ist es möglich, daß bei der spanenden Bearbeitung auf der Planfläche in dessen Längsrichtung ein Zentriersteg gefertigt wird, und daß in dem Hartmetalleinsatz eine korrespondierend geformte Stegaufnahme bereitgestellt ist. Der Zentriersteg kann dabei im Querschnitt insbesondere eine dreieckige oder rechteckige Form aufweisen.
Im folgenden wird die Erfindung an in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert; es zeigen:
1 eine Draufsicht auf einen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Spannbacken,
2 die Seitenansicht des Spannbackens aus 1,
3 den Schnitt III-III aus 2,
4 eine der 1 entsprechende Darstellung eines nach einem modifizierten Verfahren hergestellten Spannbackens,
5 eine der 3 entsprechende Darstellung des Spannbackens aus 4,
6 eine der 1 entsprechende Darstellung eines nach einem modifizierten Verfahren hergestellten Spannbackens,
7 eine der 3 entsprechende Darstellung des Spannbackens aus 6,
8 eine der 3 entsprechende Darstellung eines weiteren, modifiziert hergestellten Spannbackens, und
9 eine der 3 entsprechende Darstellung eines nochmals anderen Spannbackens.
In der 1 ist eine Spannbacke 1 dargestellt, die aus Metall, insbesondere aus Stahl besteht und ihre Grundform durch die spanende Bearbeitung eines zylindrischen Stiftes erhält, wobei bei der spanenden Bearbeitung an einem axialen Ende auf einer radialen Seite (2) eine Zahnreihe 2 ausgebildet wird, die zum Eingriff in ein dem Bohrfutter, insbesondere einem Gewindering zugeordneten Spanngewinde vorgesehen ist. Bei der in 2 dargestellten Spannbacke 1 ist auf der radial der Zahnreihe 2 gegenüberliegenden Seite am axial anderen Ende eine Planfläche 3 ausgebildet, die geneigt zur Zylinderachse 4 orientiert ist. Nach der entsprechenden Herausarbeitung der Form der Spannbacke 1 wird diese einem Glühprozeß unterzogen zur Reduzierung der im Grundwerkstoff vorhandenen mechanischen Spannungen. Um die Festigkeit der Spannbacke 1 im gesamten Querschnitt zu erhöhen, schließt sich daran eine Vergütung an. Damit Spannungsspitzen abgebaut werden, wird die Spannbacke 1 einem Anlaßvorgang unterzogen. Nach dieser Vorbereitung der Spannbacke 1 wird ein Hartmetalleinsatz 5 auf die Planfläche 3 aufgebracht und ausgerichtet sowie durch Laserschweißen durch Schweißnähte 8 fixiert. Das Aufbringen und Ausrichten des Hartmetalleinsatzes 5 kann dabei dadurch unterstützt und erleichtert werden, daß bei der spanenden Bearbeitung auf der Planfläche 3 in deren Längsrichtung ein Zentriersteg 6 gefertigt wird, auf den der Hartmetalleinsatz 5 mit einer korrespondierend geformten Stegaufnahme 7 aufgesetzt werden kann. In den 5, 7 und 8 ist gezeigt, daß dieser Zentriersteg 6 und die Stegaufnahme 7 unterschiedlichste Querschnittsgestalten aufweisen kann, solange eine Seitenführung des Hartmetalleinsatzes 5 und damit eine Ausrichtung des Hartmetalleinsatzes 5 gewährleistet ist.
Bei den gezeigten Spannbacken 1, die entsprechend dem vorstehend beschriebenen Verfahren gefertigt sind, sind auf jeder Planfläche 3 mehrere der Hartmetalleinsätze 5 entlang der Längsrichtung durch Laserschweißen fixiert.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Hartmetalleinsätze (5) als Spannschneiden aufweisenden Spannbacken (1) für Bohrfutter, bei dem durch spannende Bearbeitung von zylindrischen Stiften an einem axialen Ende auf einer radialen Seite eine zum Eingriff in ein dem Bohrfutter zugeordnetes Spanngewinde vorgesehene Zahnreihe (2) und an dem anderen axialen Ende eine geneigt zu der Zylinderachse (4) orientierte Planfläche (3) ausgebildet wird und nachfolgend der Hartmetalleinsatz (5) auf die Planfläche (3) aufgebracht, ausgerichtet sowie durch Laserschweißen fixiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannbacke (1) nach der spannenden Bearbeitung einem Glühprozess unterzogen wird und anschließend eine Oberflächenhärtung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Oberflächenhärtung die Spannbacke (1) auf eine höhere Festigkeit vergütet und ein Anlaßvorgang getätigt wird
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei der spannenden Bearbeitung auf der Planfläche (3) in deren Längsrichtung ein Zentriersteg (6) gefertigt wird, und dass in dem Hartmetalleinsatz (5) eine korrespondierend geformte Stegaufnahme (7) bereitgestellt ist.