DE102013107375A1 - Method and device for coating cutting tools with rod-shaped basic shape - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschichtung von Schneidwerkzeugen mit im Wesentlichen stabförmiger Grundform, wobei die Werkzeuge einen hinteren Schaftabschnitt und einen zu beschichtenden, vorderen Schneidenabschnitt aufweisen und wobei der Schaftabschnitt mindestens teilweise und mindestens mit seinem freien Ende in einer passenden Hülse aufgenommen und gemeinsam mit der Hülse in einer Beschichtungsanlage platziert und beschichtet wird, eine entsprechende Vorrichtung zum Beschichten von Werkzeugen sowie damit beschichtete Werkzeuge. Um ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Beschichten von Werkzeugen zu schaffen, mit deren Hilfe Kennungen und Markierungen einfacher und leichter erkennbar auf die Werkzeuge aufgebracht werden können, wird vorgeschlagen, dass der Schaftabschnitt in der Nähe des Schneidenabschnittes entsprechend einem vorgegebenen Muster, d.h. nicht gleichförmig, beschichtet wird. Der dem Schneidenabschnitt zugewandte Rand der Hülse (1) der Vorrichtung weist Aussparungen (11) auf, die ein vorgegebenes Muster bilden.The invention relates to a method for coating cutting tools having a substantially rod-shaped basic shape, wherein the tools have a rear shank portion and a to be coated, front cutting portion and wherein the shank portion at least partially and at least received with its free end in a suitable sleeve and together with the Sleeve is placed and coated in a coating system, a corresponding device for coating tools and tools coated therewith. In order to provide a method and a device for coating tools, with the aid of which identifiers and markings can be applied to the tools in a simpler and more easily recognizable manner, it is proposed that the shank section be provided in the vicinity of the cutting section according to a predetermined pattern, i. not uniform, is coated. The edge of the sleeve (1) of the device facing the cutting portion has recesses (11) which form a predetermined pattern.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten von Werkzeugen mit im Wesentlichen stabförmiger, insbesondere zylindrischer Grundform, wobei die Werkzeuge einen hinteren Schaftabschnitt und einen zu beschichtenden, vorderen Schneidenabschnitt aufweisen und wobei der Schaftabschnitt mindestens teilweise und mindestens mit seinem freien Ende in einer passenden Hülse aufgenommen und gemeinsam mit der Hülse in einer Beschichtungsanlage platziert und beschichtet wird.The present invention relates to a method for coating tools having a substantially rod-shaped, in particular cylindrical basic shape, wherein the tools have a rear shank portion and a front edge portion to be coated, and wherein the shank portion at least partially and at least received with its free end in a mating sleeve and placed together with the sleeve in a coating plant and coated.

Typische Werkzeuge dieser Art sind insbesondere Bohr-, Fräs- und Gewindewerkzeuge und Schaftfräser und entsprechende Sonderformen solcher Werkzeuge (wie z. B. Reibahlen, Werkzeuge zum Honen, etc), aber auch Drehwerkzeuge, wobei der Schaft der Werkzeuge nicht notwendegerweise zylindrisch sein muss, sondern auch einen rechteckigen Querschnitt oder einen beliebigen polygonalen Querschnitt haben kann.Typical tools of this type are in particular drilling, milling and threading tools and end mills and corresponding special forms of such tools (such as reamers, honing tools, etc.), but also turning tools, wherein the shank of the tools does not necessarily have to be cylindrical, but may also have a rectangular cross section or any polygonal cross section.

Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Vorrichtung zur Beschichtung von Werkzeugen mit im Wesentlichen stabförmiger Grundform, mit einer Beschichtungskammer und mindestens einer in der Beschichtungskammer anzuordnenden Beschichtungshülse, die für die Aufnahme mindestens des hinteren Abschnittes eines Schaftabschnittes eines im Wesentlichen stabförmigen Werkzeuges vorgesehen ist.Furthermore, the present invention also relates to a device for coating tools having a substantially rod-shaped basic shape, with a coating chamber and at least one coating sleeve to be arranged in the coating chamber, which is provided for receiving at least the rear portion of a shank portion of a substantially rod-shaped tool.

Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung auch ein gemäß einem Verfahren und mit einer Vorrichtung der Ansprüche 1 bzw. 4 hergestelltes Schneidwerkzeug von im Wesentlichen stabförmiger Grundform, welches einen hinteren Schaftabschnitt und einen vorderen Schneidenabschnitt aufweist, wobei der Schneidenabschnitt mit einem Material beschichtet ist, welches härter als das Material des Werkzeuggrundkörpers ist.Finally, the present invention also relates to a cutting tool of substantially rod-shaped basic shape produced according to a method and to a device of claims 1 and 4, which has a rear shaft section and a front blade section, wherein the blade section is coated with a material which is harder than the material of the tool body is.

Werkzeuge mit beschichteten Schneiden bzw. Schneidenabschnitten, insbesondere beschichtete Bohrer und Schaft- oder Stirnfräser sind bereits seit vielen Jahrzehnten bekannt. Tools with coated cutting edges or cutting sections, in particular coated drills and shank or face milling cutters have been known for many decades.

Die Beschichtung dient in aller Regel der Verbesserung der Verschleißfestigkeit und Erhöhung der Standzeit entsprechender Werkzeuge. Die Beschichtungen bestehen zum Beispiel aus TiN, TiAlN insbesondere aber auch nicht metallische Beschichtungen wie aus Al2O3, kubischem Bornitrid (CBN) und/oder Diamant, die wesentlich härter sind als das Material des Grundkörpers eines entsprechenden Werkzeuges. Selbst Werkzeuge aus sogenanntem „Vollhartmetall“ (zum Beispiel gesintertes Wolframcarbid, gegebenenfalls in Legierung mit weiteren Übergangsmetallnitriden oder -Oxiden, die bereits eine große Härte aufweisen) werden zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit zusätzlich auf mit noch härteren Materialien wie TiN, TiAlN, Al2O3, CBN und Diamant beschichtet.As a rule, the coating serves to improve the wear resistance and increase the service life of corresponding tools. The coatings consist for example of TiN, TiAlN in particular but also non-metallic coatings such as Al 2 O 3 , cubic boron nitride (CBN) and / or diamond, which are much harder than the material of the body of a corresponding tool. Even tools made of so-called "solid carbide" (for example, sintered tungsten carbide, optionally in alloy with other transition metal nitrides or oxides, which already have a high hardness) to increase the wear resistance in addition to even tougher materials such as TiN, TiAlN, Al 2 O 3 , CBN and diamond coated.

Da die entsprechenden Beschichtungsmaterialien zwar einerseits sehr hart, andererseits aber auch sehr brüchig sind, ist es praktisch nicht und jedenfalls nicht zu vertretbaren Kosten möglich, massive Werkzeuge allein aus diesen besonders harten Beschichtungsmaterialien herzustellen. Durch die Beschichtung eines Grundkörpers aus einem weniger harten Material mit einer relativ dünnen Schicht beispielsweise aus den bereits oben erwähnten Materialien erhält man aber eine ideale Kombination aus einem ausreichend harten, aber vor allem zähen und bruchfesten Grundkörper mit einer zusätzlichen härteren Oberflächenschicht, die weniger schnell verschleißt.On the one hand, because the corresponding coating materials are very hard on the one hand, but also very brittle on the other hand, it is virtually impossible and certainly not cost-prohibitive to produce massive tools solely from these particularly hard coating materials. By coating a base body made of a less hard material with a relatively thin layer, for example, from the materials already mentioned above but you get an ideal combination of a sufficiently hard, but especially tough and unbreakable body with an additional harder surface layer that wears less quickly ,

Dabei gilt es jedoch grundsätzlich zu verhindern, dass, soweit es sich um in der Grundform stabförmige Schneidwerkzeuge handelt, deren Schaft in der Halterung bzw. Werkzeugaufnahme einer Werkzeugmaschine aufgenommen wird, wie zum Beispiel Bohrer, Schaftfräser und Stirnfräser, neben dem Schneidenabschnitt auch noch der Schaftabschnitt eines solchen Werkzeuges mit dem harten Material beschichtet wird. Der Schaftabschnitt ist im Allgemeinen für das Einspannen in entsprechenden Werkzeugaufnahmen vorgesehen, wo sich eine besonders harte Beschichtung unter Umständen als nachteilig erweist, indem die verschleißfeste Beschichtung das Spannfutter bzw. die Werkzeugaufnahme einer entsprechenden Werkzeugmaschine beansprucht, welche dadurch schneller verschleißt. Außerdem könnte die Tendenz bestehen, dass sich eine beschichtete Oberfläche in einem typischerweise aus Werkzeugstahl bestehenden Spannfutter oder einer ähnlichen Werkzeugaufnahme, die für die Aufnahme des Schaftes passend ausgestaltet ist, eher festfrisst oder verklemmt. Darüber hinaus wäre die Beschichtung der Schaftabschnitte eine unnötige Verschwendung von Beschichtungsmaterial, da die Beschichtung im Wesentlichen nur im Schneidenbereich benötigt wird. However, in principle it is necessary to prevent that, as far as it is in the basic form of rod-shaped cutting tools whose shaft is received in the holder or tool holder of a machine tool, such as drills, end mill and end mill, in addition to the cutting portion also the shaft portion such a tool is coated with the hard material. The shaft portion is generally provided for clamping in corresponding tool holders, where a particularly hard coating may prove disadvantageous in that the wear-resistant coating requires the chuck or the tool holder of a corresponding machine tool, which thereby wears faster. In addition, there could be a tendency for a coated surface to become more likely to seize or jam in a chuck, typically made of tool steel, or a similar tool receptacle adapted to receive the shank. Moreover, the coating of the shank portions would be an unnecessary waste of coating material since the coating is essentially needed only in the cutting area.

Schließlich weist der Schaft derartiger Werkzeuge häufig Markierungen oder Beschriftungen auf, die beispielsweise das Anwendungsgebiet des Werkzeuges oder einfach nur gewisse Werkzeugparameter wiedergeben, die im Falle einer Beschichtung überdeckt werden würden. Andererseits ist das Aufbringen von dauerhaft haltbaren Markierungen oder Beschriftungen auf den Beschichtungsmaterialien aufwendig und schwierig.Finally, the shaft of such tools often has markings or markings that, for example, reflect the field of application of the tool or simply certain tool parameters that would be covered in the case of a coating. On the other hand, the application of durable durable markings or labels on the coating materials is complicated and difficult.

Aus diesem Grund werden bei den bekannten Verfahren und Vorrichtungen zur Beschichtung von Schneidwerkzeugen mit stabförmiger Grundform, die aus einem Schaftabschnitt und einem Schneidenabschnitt bestehen, die Schaftabschnitte dieser Werkzeuge in passenden Hülsen angeordnet, wobei Hülsen und Werkzeuge gemeinsam in einer entsprechenden Beschichtungskammer platziert werden und die Hülsen auf diese Weise die Schaftbereiche der Werkzeuge vor einer Beaufschlagung mit dem Beschichtungsmaterial schützen.For this reason, in the known methods and apparatus for coating of Cutting tools with rod-shaped basic shape consisting of a shank portion and a cutting portion, the shank portions of these tools arranged in mating sleeves, with sleeves and tools are placed together in a corresponding coating chamber and the sleeves in this way, the shank portions of the tools before being exposed to the coating material protect.

Bei einer entsprechenden Vorrichtung können insbesondere mehrere Hülsen gemeinsam an einem Rahmen oder einer Halterung befestigt sein oder sie können in eine gemeinsame Platte eingelassen sein, um auf diese Weise die Gesamtoberfläche, die von dem gasförmigen Beschichtungsmaterial beaufschlagt wird, das auch in Form eines Plasmas vorliegen kann, zu verkleinern und dementsprechend Beschichtungsmaterial einzusparen.In particular, in a corresponding device, a plurality of sleeves may be fastened together to a frame or a holder, or they may be embedded in a common plate so as to present the entire surface acted upon by the gaseous coating material, which may also be in the form of a plasma To reduce and accordingly to save coating material.

Die Beschichtungsanlagen sind typischerweise entweder CVD-Anlagen (Anlagen für chemische Dampfphasenabscheidung) oder PVD-Anlagen (Anlagen für physikalische Dampfabscheidung). Im ersteren Fall werden die Beschichtungsmaterialien durch Erhitzen und/oder chemische Reaktionen in die Gasphase gebracht und reagieren miteinander auf dem zu beschichtenden Körper, während im letzteren Fall die Ausgangsmaterialien (bei etwas geringeren Temperaturne als im Fall der CVD-Beschichtung) mindestens teilweise durch Sputtern, d.h. mit Ionen- oder Elektronenbeschuss, in die Gasphase gebracht werden und sich dann ebenfalls auf der zu beschichtenden Oberfläche abscheiden und dort miteinander reagieren, um eine harte Schicht zu bilden.The coating plants are typically either CVD (Chemical Vapor Deposition) or PVD (Physical Vapor Deposition) plants. In the former case, the coating materials are brought into the gas phase by heating and / or chemical reactions and react with each other on the body to be coated, while in the latter case, the starting materials (at a temperature slightly lower than in the case of CVD coating) at least partially by sputtering, ie with ion or electron bombardment, are brought into the gas phase and then also deposit on the surface to be coated and react there with each other to form a hard layer.

Wie bereits erwähnt ist es auch zweckmäßig, wenn entsprechende Werkzeuge, die in einem Lager bereitgehalten werden, für spezielle Anwendungszwecke markiert bzw. gekennzeichnet sind. Die jeweiligen Verwendungszwecke und Werkzeugparameter können sowohl durch die Geometrie des Werkzeugs als auch durch die Art der Beschichtung festgelegt sein. As already mentioned, it is also expedient if corresponding tools, which are kept in a warehouse, are marked or marked for special applications. The particular uses and tool parameters may be determined by both the geometry of the tool and the type of coating.

Markierungen an den Schaftbereichen entsprechender Werkzeuge, oftmals an deren rückwärtigen Ende, können allerdings unter Umständen auch mit dem Spannfutter von Werkzeugmaschinen in Kontakt kommen und beschädigt werden können, sodass sie nach kurzem Gebrauch nur noch schlecht erkennbar sind. However, markings on the shank areas of corresponding tools, often on their rear end, may also come into contact with the chuck of machine tools and may be damaged, so that they are only poorly recognizable after brief use.

Gegenüber diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Beschichten von Werkzeugen zu schaffen, mit deren Hilfe Kennungen und Markierungen einfacher und leichter erkennbar auf die Werkzeuge aufgebracht werden können. Compared to this prior art, the present invention, the object of the invention to provide a method and an apparatus for coating tools, with the help of identifiers and markers can be applied easily and easily recognizable on the tools.

Die Markierung muss dabei nicht zwingend einen bestimmten technischen Anwendungszweck oder Werkzeugparameter wiederspiegeln, sondern kann beispielsweise auch als reien Dekoration und herkunftshinweisend wirken, indem sie charakteristisch für einen bestimmten Hersteller ist.The marking does not necessarily have to reflect a specific technical application purpose or tool parameter, but can, for example, also act as pure decoration and as a guide to the origin, by being characteristic of a specific manufacturer.

Hinsichtlich des eingangs genannten Verfahrens wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass mindestens ein Teil der Beschichtung auf dem Schaftabschnitt, vorzugsweise an dem dem Schneidabschnitt zugewandten Ende des Schaftabschnittes bzw. am Übergang zum Schneidenabschnitt, entsprechend einem vorgegebenen Muster, d. h. auf dem Schaftabschnitt nicht flächendeckend gleichmäßig, aufgebracht wird. With regard to the method mentioned above, this object is achieved in that at least a portion of the coating on the shaft portion, preferably at the cutting portion facing the end of the shaft portion or at the transition to the cutting portion, according to a predetermined pattern, d. H. on the shaft portion not uniformly evenly applied.

Unter einem Muster wird dabei eine Struktur der Grenzlinie zwischen Beschichtung und dem Material des Grundkörpers verstanden, die von einem einfachen umlaufenen Ring bzw. Ringrand am Schaftabschnitt abweicht, wie er herkömmlich durch den oberen Rand einer zylindrischen Aufnahme gebildet wird..In this case, a pattern is understood as meaning a structure of the boundary line between the coating and the material of the base body, which deviates from a simple, circumferential ring or ring edge on the shaft section, as conventionally formed by the upper edge of a cylindrical receptacle.

In aller Regel haben Beschichtung und Grundkörper ein deutlich unterschiedliches Aussehen, d.h. eine unterschiedliche Farbe und/oder Oberflächenbeschaffenheit, sodass sich die Beschichtung hinreichend deutlich von dem Untergrund abhebt. Dadurch, dass die Beschichtung entsprechend einem vorgegebenen Muster auf dem Schaftabschnitt, vorzugsweise auf dem dem Schneidenabschnitt zugewandten Ende des Schaftabschnittes aufgebracht wird, erhält der Schaftabschnitt, vorzugsweise in der Nähe des Schneidenabschnittes oder am Übergang zum Schneidenabschnitt, eine charakteristische geometrische Markierung, die einerseits für bestimmte technische Parameter oder Eigenschaften, andererseits aber auch für einen bestimmten Hersteller stehen oder als dekorative ornamentale Verzierung dienen kann. Selbstverständlich ist es auch möglich, ein Beschichtungsmuster in der Nähe des hinteren Endes des Werkzeuges aufzubringen.As a rule, the coating and the base body have a distinctly different appearance, i. a different color and / or surface finish, so that the coating stands out sufficiently clearly from the ground. The fact that the coating is applied according to a predetermined pattern on the shaft portion, preferably on the end of the shaft portion facing the cutting portion, receives the shaft portion, preferably in the vicinity of the cutting portion or at the transition to the cutting portion, a characteristic geometric mark, on the one hand for certain technical parameters or properties, on the other hand also stand for a particular manufacturer or can serve as decorative ornamental ornamentation. Of course, it is also possible to apply a coating pattern near the rear end of the tool.

In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann dabei so vorgegangen werden, dass das in Form einer verschleißfesten Beschichtung aufgebrachte Muster eine kontinuierliche Verbindung zu der Beschichtung des Schneidenabschnittes hat. In one embodiment of the method, it is possible to proceed in such a way that the pattern applied in the form of a wear-resistant coating has a continuous connection to the coating of the cutting section.

Ein Muster kann zum Beispiel dadurch gegeben sein, dass die Grenzlinie zwischen der Beschichtung des Schneidenabschnittes, gegebenenfalls einschließlich eines angrenzenden Schaftabschnittes einerseits, und einem unbeschichteten Bereich des Schaftabschnittes andererseits axial vor- und rückspringende Abschnitte aufweist, also beispielsweis entlang einer umlaufenden Schlangen- oder Zickzacklinie verläuft.A pattern can for example be given by the fact that the boundary line between the coating of the cutting portion, optionally including an adjacent shank portion on the one hand, and an uncoated portion of the shank portion on the other hand has axially projecting and recessed portions, so for example along a circumferential serpentine or zigzag line ,

Bei einer anderen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass mindestens Teile des Musters aus Flecken bzw. Beschichtungsbereichen bestehen, die im Abstand zu dem Schneidenabschnitt und ohne Verbindung zu der Beschichtung des Schneidenabschnittes auf den Schaft aufgebracht sind. In another embodiment it can be provided that at least parts of the pattern consist of spots or coating areas which are applied to the shaft at a distance from the cutting section and without connection to the coating of the cutting section.

Selbstverständlich sind auch Kombinationen der vorgenannten Muster möglich. Während die Beschichtung im Bereich des Schneidenabschnitts eine technische Funktion hat, nämlich die Verscheiß- und/oder Schneideigenschaften zu verbessern, dient die in Form eines Musters aufgebrachte Beschichtung im Bereich des Schaftes nur noch der Kenntlichmachung bestimmter Eigenschaften und Merkmale, die sowohl technischer als auch nicht technischer Natur sein können.Of course, combinations of the aforementioned patterns are possible. While the coating in the region of the cutting section has a technical function, namely to improve the Verscheiß- and / or cutting properties, the applied in the form of a pattern coating in the region of the shaft is only the identification of certain characteristics and features, both technical and not technical nature.

Eine entsprechende Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse, vorzugsweise an bzw. in der Nähe ihres dem Schneidenabschnitt zugewandten offenen Endes, mindestens eine oder mehrere Aussparungen von wohl definierter Form aufweist. Konkret kann es sich dabei um dreieckige, rechteckige, kreisrunde oder elliptische Formen der Aussparungen in der Hülse bzw. am Rand einer Hülse handeln, wobei alle oder ein Teil der Aussparungen den freien Rand der Hülse durchbrechen können oder aber alle oder zumindest ein Teil der Durchbrechungen im Abstand von dem freien (offenen) Ende in der Hülse vorgesehen sind. A corresponding device is characterized in that the sleeve, preferably at or in the vicinity of its open end facing the cutting portion, has at least one or more recesses of a well-defined shape. Specifically, these may be triangular, rectangular, circular or elliptical shapes of the recesses in the sleeve or on the edge of a sleeve, all or part of the recesses may break through the free edge of the sleeve or all or at least a portion of the openings are provided at a distance from the free (open) end in the sleeve.

Die Form einer solchen Aussparung gibt dabei unmittelbar auch die Form der Beschichtung in dem betreffenden Bereich wieder, da die Hülse den Schaft mehr oder weniger eng umfasst und das zunächst in der Gasphase vorliegende Material der Abscheideschicht sofort kondensiert und sich ablagert, wenn es auf eine Oberfläche auftrifft, wobei wegen der relativ geringen Dichte und der vergleichsweise großen freien Weglänge der einzelnen Teilchen in der Gasphase praktisch keinerlei Material in den Spalt zwischen Hülse und Schaft eindringt. Dies führt zu relativ scharf abgegrenzten Rändern des Musters.The shape of such a recess also directly reflects the shape of the coating in the area in question, since the sleeve more or less closely embraces the shaft and the material of the deposition layer initially present in the gas phase immediately condenses and settles when placed on a surface impinges, due to the relatively low density and the relatively large free path of the individual particles in the gas phase virtually no material penetrates into the gap between the sleeve and shaft. This leads to relatively sharply demarcated edges of the pattern.

In der bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens und der entsprechenden Vorrichtung ist daher der Innenquerschnitt der Hülse dem Außenquerschnitt des in der Hülse aufzunehmenden Werkzeugschaftes eng angepasst, wobei die Breite eines etwaigen Spaltes zwischen Hülse und Werkzeugschaft weniger als 1 mm, vorzugsweise weniger als 0,5 mm, besonders bevorzugt zwischen 0,1 und 0,3 mm beträgt.In the preferred embodiment of the method and the corresponding apparatus, therefore, the inner cross section of the sleeve is closely adapted to the outer cross section of the tool shank to be received in the sleeve, the width of any gap between the sleeve and tool shank being less than 1 mm, preferably less than 0.5 mm, more preferably between 0.1 and 0.3 mm.

Wenn also die Aussparungen, vorzugsweise am Rand oder in der Nähe des freien Endes der Hülse, eine entsprechende Form haben, die ein geometrisches Muster definiert, schlägt sich dies unmittelbar als entsprechendes Muster der Beschichtung auf der Werkzeugoberfläche, genauer gesagt auf dem Schaftabschnitt des Werkzeuges, nieder. Thus, if the recesses, preferably at the edge or near the free end of the sleeve, have a corresponding shape that defines a geometric pattern, this directly suggests itself as a corresponding pattern of the coating on the tool surface, more specifically on the shank portion of the tool. low.

Wenn dabei die Aussparungen den Rand der Hülse durchbrechen, entsteht ein entsprechendes Beschichtungsmuster, welches direkt mit der Beschichtung des Schneidenabschnittes verbunden ist, d.h. die Beschichtung erstreckt sich kontinuierlich von dem Schneidenabschnitt in die Bereiche des Musters am Schaftabschnitt. Wenn andererseits die Aussparungen oder ein Teil der Aussparungen im Abstand vom freien Rand der Hülse als Löcher in der Wand der Hülse ausgebildet sind, die zu dem freien Rand der Hülse beabstandet sind, so hat auch das auf diese Weise erzeugte Beschichtungsmuster bzw. haben die Teile des Beschichtungsmusters, die durch derartige Aussparungen abgebildet werden, einen Abstand von der Beschichtung des Schneidenabschnittes. When the recesses break through the edge of the sleeve, a corresponding coating pattern is formed, which is directly connected to the coating of the cutting portion, i. the coating extends continuously from the cutting portion into the regions of the pattern on the shaft portion. On the other hand, if the recesses or part of the recesses spaced from the free edge of the sleeve are formed as holes in the wall of the sleeve, which are spaced to the free edge of the sleeve, so has the coating pattern generated in this way or have the parts the coating pattern, which are imaged by such recesses, a distance from the coating of the cutting portion.

Die Aussparungen und dementsprechend das Muster der Beschichtung auf dem Schaftabschnitt können bestimmten technischen Merkmalen und Anwendungsbereichen des Werkzeuges zugeordnet sein. Sie können aber auch einfach als Herkunftshinweis für den Hersteller oder einfachen Dekorationszwecken dienen. Indirekt ist das Aufbringen entsprechender Muster auch ein Indiz für die hohe Bearbeitungsqualität und Kontrolle der aufgebrachten Beschichtung, sodass selbst dann, wenn das Muster nicht unmittelbar technische Merkmale repräsentiert, die Beschichtung mit entsprechenden Mustern dennoch ein Indiz für das Einhalten eines bestimmten Qualitätsstandards ist.The recesses and, accordingly, the pattern of the coating on the shank portion can be assigned to specific technical features and application areas of the tool. But they can also simply serve as an indication of origin for the manufacturer or simple decoration purposes. Indirectly, applying such patterns is also an indication of the high quality of workmanship and control of the applied coating, so that even if the pattern does not directly represent technical features, the coating with corresponding patterns is nevertheless an indication of compliance with a particular quality standard.

Die erfindungsgemäßen Werkzeuge mit stabförmiger Grundform sind dadurch gekennzeichnet, dass der Schaftabschnitt, vorzugsweise in der Nähe des Übergangs oder an dem Übergang zum Schneidenabschnitt, eine ein sichtbares Muster bildende, und somit teilweise bzw. unvollständige oder ungleichmäßige Beschichtung aufweist.The tools according to the invention with rod-shaped basic shape are characterized in that the shank portion, preferably in the vicinity of the transition or at the transition to the cutting portion, has a visible pattern forming, and thus partial or incomplete or non-uniform coating.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und der dazugehörigen Figuren. Es zeigen:Further advantages, features and possible applications of the present invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and the associated figures. Show it:

1 einen Satz von kranzförmig angeordneten Beschichtungshülsen zusammen mit einer kranzförmigen Halterung in einer perspektivischen Explosionsdarstellung, 1 a set of ring-shaped coating tubes together with a coronal holder in an exploded perspective view,

2 eine Schnittansicht, eine Draufsicht und eine perspektivische Ansicht einer einzelnen Beschichtungshülse, 2 a sectional view, a plan view and a perspective view of a single coating sleeve,

3 Details des oberen Randes einer Beschichtungshülse nach den 1 und 2 und 3 Details of the upper edge of a coating sleeve after the 1 and 2 and

4a–f schematisch verschiedene Beispiele beschichteter Schneidwerkzeuge. 4a Schematically shows various examples of coated cutting tools.

Man erkennt in 1 in einer perspektivischen Explosionsdarstellung im unteren Bildbereich einen Radkranz 4 mit einem zentralen Nabenkranz 9 und einem äußeren Flanschrand 2, der über Speichen 8 mit dem zentralen Nabenkranz 9 verbunden ist. Der Flanschrand 2 weist eine Reihe von Bohrungen in gleichmäßigen Abständen auf, in die jeweils eine Gewindehülse 3 eingelassen und fixiert ist. Im oberen Bereich erkennt man einen Satz von Aufnahmehülsen 1 für zylindrische Werkzeuge, die einen oberen Hülsenabschnitt 5 und einen unteren Gewindeabschnitt 6 aufweisen (siehe 2), wobei oberhalb des Gewindeabschnittes 6 ein Schraubenkopfartiges Betätigungselement 7 vorgesehen ist, das hier einen sternförmigen Querschnitt aufweist. Aufnahmehülsen 1 werden mit ihrem Gewindeabschnitt 6 in die Gewindehülsen 3 eingeschraubt, wo Unterlegscheiben 10 zwischen dem Betätigungselement 7 und dem oberen Rand der Gewindehülsen 3 liegen. One recognizes in 1 in a perspective exploded view in the lower image area a rim 4 with a central hub ring 9 and an outer flange edge 2 who spoke about spokes 8th with the central hub ring 9 connected is. The flange edge 2 has a series of holes at regular intervals, in each case a threaded sleeve 3 is embedded and fixed. In the upper area you can see a set of receptacles 1 for cylindrical tools that have an upper sleeve section 5 and a lower threaded portion 6 have (see 2 ), wherein above the threaded portion 6 a screw head type actuator 7 is provided, which has a star-shaped cross-section here. receiving sleeves 1 be with their threaded section 6 into the threaded sleeves 3 screwed in, where washers 10 between the actuator 7 and the top of the threaded sleeves 3 lie.

Die einzelnen Hülsen 1 haben einen oberen, zylindrischen Hülsenabschnitt 5, dessen Innendurchmesser geringfügig größer ist als der Außendurchmesser des Schaftes eines darin aufzunehmenden Werkzeuges, beispielsweise eines Bohr-, Fräs- oder Gewindewerkzeuges. Der Hülsenabschnitt 5 ist am unteren Ende geschlossen oder zumindest verjüngt, so dass der Werkzeugschaft nur bis zu einer definierten Länge L in den Hülsenabschnitt 5 eintaucht. The single pods 1 have an upper, cylindrical sleeve section 5 whose inner diameter is slightly larger than the outer diameter of the shank of a tool to be accommodated therein, for example a drilling, milling or threading tool. The sleeve section 5 is closed at the lower end or at least tapered so that the tool shank only up to a defined length L in the sleeve portion 5 dips.

Wenn die Hülsen auf einem entsprechenden Radkranz fixiert sind, werden passende Werkzeuge, wie zum Beispiel Bohrer oder Fräser mit ihren Schäften in die einzelnen Hülsenabschnitte 5 eingesetzt, wobei der Hülsenabschnitt 5 so bemessen ist, dass der Schneidenabschnitt der Werkzeuge aus dem oben freien Ende des Hülsenabschnittes 5 herausragt. Ein oder mehrere derartige mit Hülsen und Werkzeugen bestückte Radkränze 4 werden in der Beschichtungskammer beispielsweise einer CVD- oder PVD-Beschichtungsanlage angeordnet. Typischerweise wird die Beschichtungskammer mit den darin angeordneten Aufnahmehülsen und Werkzeugen auf eine vorgegebene Temperatur erhitzt, die im Bereich von wenigen Hundert bis nahezu 1000° oder mehr liegen kann, abhängig von dem jeweiligen Beschichtungsverfahren und dem Beschichtungsmaterial. When the sleeves are fixed on a corresponding rim, suitable tools, such as drills or cutters with their shanks in the individual sleeve sections 5 used, wherein the sleeve portion 5 is dimensioned so that the cutting portion of the tools from the top free end of the sleeve portion 5 protrudes. One or more such equipped with sleeves and tools wheel rims 4 are arranged in the coating chamber, for example, a CVD or PVD coating system. Typically, the coating chamber, with the receiving sleeves and tools disposed therein, is heated to a predetermined temperature, which may range from a few hundred to nearly 1000 degrees or more, depending on the particular coating process and coating material.

Die Gasatmosphäre in einer solchen Beschichtungsanlage ist im Allgemeinen relativ dünn und der Gesamtdruck und auch die Partialbrücke der verschiedenen Gase in einer solchen Beschichtungsanlage liegen typischerweise unter 100mbar (10kPa). Dies führt zu einer relativ großen freien Weglänge der einzelnen Atome und Moleküle in der entsprechenden heißen Gasatmosphäre und in Verbindung mit dem relativ eng an den Schaftabschnitt der Werkzeuge angepassten Innenquerschnitt der Aufnahmehülsen 1 ergibt sich dadurch auf den Werkzeugen ein relativ scharf abgegrenzter Rand der Beschichtung, der mit dem oberen Rand der Aufnahmehülse 1 ausgerichtet ist. Mit anderen Worten, alle Werkzeugteile außerhalb der Aufnahmehülse 1 und auch die Außenseite der Hülsen selbst werden beschichtet, während der in dem inneren der Aufnahmehülse 1 aufgenommene Schaftabschnitt nicht beschichtet wird, (soweit nicht die erfindungsgemäßen Aussparungen vorgesehen sind).The gas atmosphere in such a coating plant is generally relatively thin and the total pressure and also the partial bridge of the various gases in such a coating plant are typically below 100 mbar (10 kPa). This leads to a relatively large free path length of the individual atoms and molecules in the corresponding hot gas atmosphere and in conjunction with the inner cross-section of the receiving sleeves, which is adapted relatively closely to the shank section of the tools 1 This results in a relatively sharply demarcated edge of the coating on the tools, with the upper edge of the receiving sleeve 1 is aligned. In other words, all tool parts outside of the receiving sleeve 1 and also the outside of the sleeves themselves are coated while in the inside of the receiving sleeve 1 received shaft portion is not coated, (unless the inventive recesses are provided).

Gemäß der Erfindung ist nun vorgesehen, dass die Aufnahmehülse 1 bzw. deren Hülsenabschnitt 5 Aussparungen bzw. Durchbrechungen (11) aufweist, die bevorzugt am oberen offenen Rand bzw. in der Nähe des oberen offenen Randes des Hülsenabschnittes 5 vorgesehen sind. Die Anordnung und die Form der entsprechenden Aussparungen ergeben sich beispielsweise aus 3, wo die Aussparung jeweils als schwarze Fläche in U-Form, in kreisförmiger Punktform, in Rechteckform, in Sternform oder in Form von Dreiecken wiedergegeben ist. According to the invention it is now provided that the receiving sleeve 1 or their sleeve section 5 Recesses or openings ( 11 ), which preferably at the upper open edge or in the vicinity of the upper open edge of the sleeve portion 5 are provided. The arrangement and the shape of the corresponding recesses result, for example 3 where the recess is represented in each case as a black surface in a U-shape, in a circular dot form, in a rectangular shape, in a star shape or in the form of triangles.

Die 4a bis 4f zeigen photographische Wiedergaben zusammen mit der jeweiligen Detaildarstellung des oberen Randes eines Hülsenabschnittes 5, wobei 4a ein Werkzeug nach dem Stand der Technik zeigt, bei welchem der Hülsenabschnitt 5 eine einfache, geschlossene zylindrische Hülse ohne Aussparung war, so dass die Grenzlinie zwischen beschichteten und unbeschichteten Bereichen eine einfache, kreisförmig umlaufende Linie ist.The 4a to 4f show photographic reproductions together with the respective detail representation of the upper edge of a sleeve portion 5 , in which 4a a tool according to the prior art, in which the sleeve portion 5 was a simple, closed cylindrical sleeve with no recess, so that the boundary line between coated and uncoated areas is a simple, circular circumferential line.

In 4b ist der obere Rand eines Hülsenabschnittes 5 mit U-förmigen Aussparungen versehen. Bei dem Ausführungsbeispiel der 4c sind in geringem Abstand zum oberen Rand des Hülsenabschnittes 5 zwei parallele Reihen von kreisförmigen Aussparungen vorgesehen, die ein entsprechendes Muster von kreisförmigen Punkten bzw. kleinen Flächen auf dem Schaft des entsprechenden Werkzeuges hinterlassen. 4d zeigt eine weitere Variante, bei welcher die Aussparungen Rechteckform haben und wiederum unmittelbar vom oberen Rand einer Beschichtungshülse ausgehen. In 4b is the upper edge of a sleeve section 5 provided with U-shaped recesses. In the embodiment of the 4c are at a small distance to the upper edge of the sleeve section 5 two parallel rows of circular recesses are provided which leave a corresponding pattern of circular dots or small areas on the shank of the corresponding tool. 4d shows a further variant in which the recesses have a rectangular shape and in turn emanate directly from the upper edge of a coating sleeve.

Im Falle der 4e ist eine Reihe von sternförmigen Aussparungen in der Nähe des oberen Randes des Hülsenabschnittes 5 vorgesehen und in 4f erstrecken sich spitzwinklige Dreiecke als Aussparungen vom oberen Rand des Hülsenabschnittes 5 hinterlassen nach dem Beschichten ein entsprechendes dreieckförmiges Muster am Schaft in der Nähe des Schneidenabschnittes. In case of 4e is a series of star-shaped recesses near the top of the sleeve section 5 provided and in 4f acute triangles extend as recesses from the upper edge of the sleeve portion 5 leave after coating a corresponding triangular pattern on the shaft in the vicinity of the cutting portion.

Diese Muster sind nicht nur dekorativ, sondern können auch zur Kennung bestimmter technischer Eigenschaften und Anwendungsmöglichkeiten der Werkzeuge genutzt werden. These patterns are not only decorative, but can also be used to identify certain technical characteristics and applications of the tools.

Für Zwecke der ursprünglichen Offenbarung wird darauf hingewiesen, dass sämtliche Merkmale, wie sie sich aus der vorliegenden Beschreibung, den Zeichnungen und den abhängigen Ansprüchen für einen Fachmann erschließen, auch wenn sie konkret nur im Zusammenhang mit bestimmten weiteren Merkmalen beschrieben wurden, sowohl einzeln als auch in beliebigen Zusammenstellungen mit anderen der hier offenbarten Merkmale oder Merkmalsgruppen kombinierbar sind, soweit dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen wurde oder technische Gegebenheiten derartige Kombinationen unmöglich oder sinnlos machen. Auf die umfassende, explizite Darstellung sämtlicher denkbarer Merkmalskombinationen und die Betonung der Unabhängigkeit der einzelnen Merkmale voneinander wird hier nur der Kürze und der Lesbarkeit der Beschreibung wegen verzichtet.For purposes of the original disclosure, it is to be understood that all such features as will become apparent to those skilled in the art from the present description, drawings and dependent claims, even though they have been specifically described only in connection with certain further features, both individually and can be combined in any combination with other features or feature groups disclosed herein, unless this has been expressly excluded or technical conditions make such combinations impossible or pointless. On the comprehensive, explicit representation of all conceivable combinations of features and the emphasis on the independence of the individual characteristics of each other is omitted here only for the sake of brevity and readability of the description.

Claims (12)

Verfahren zur Beschichtung von Schneidwerkzeugen mit im Wesentlichen stabförmiger Grundform, wobei die Werkzeuge einen hinteren Schaftabschnitt und einen zu beschichtenden, vorderen Schneidenabschnitt aufweisen und wobei der Schaftabschnitt mindestens teilweise und mindestens mit seinem freien Ende in einer passenden Hülse aufgenommen und gemeinsam mit der Hülse in einer Beschichtungsanlage platziert und beschichtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Beschichtung auf dem Schaftabschnitt, vorzugsweise an dem dem Schneidabschnitt zugewandten Ende des Schaftabschnittes bzw. am Übergang zum Schneidenabschnitt, entsprechend einem vorgegebenen Muster aufgebracht wird. A method for coating cutting tools having a substantially rod-shaped basic shape, wherein the tools have a rear shank portion and a front edge portion to be coated and wherein the shank portion at least partially and at least with its free end in a suitable sleeve and taken together with the sleeve in a coating plant is placed and coated, characterized in that at least a portion of the coating on the shaft portion, preferably at the cutting section facing the end of the shaft portion or at the transition to the cutting portion, is applied according to a predetermined pattern. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Muster mindestens teilweise in einer nicht unterbrochenen Verbindung zu der Beschichtung des Schneidenabschnittes aufgebracht wird.A method according to claim 1, characterized in that the pattern is at least partially applied in a non-interrupted connection to the coating of the cutting portion. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens Teile des Musters im Abstand zu dem Schneidenabschnitt und ohne durchgehende Verbindung zu der Beschichtung des Schneidenabschnittes aufgebracht werden.A method according to claim 1 or 2, characterized in that at least parts of the pattern are applied at a distance from the cutting portion and without continuous connection to the coating of the cutting portion. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Differenz zwischen dem Innendurchmesser der Hülse und dem Außendurchmesser des Werkzeugschaftes weniger als 2 mm, vorzugsweise weniger als 1 mm, bevorzugt zwischen 0,1 mm und 0,3 mm beträgt.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the maximum difference between the inner diameter of the sleeve and the outer diameter of the tool shank is less than 2 mm, preferably less than 1 mm, preferably between 0.1 mm and 0.3 mm. Vorrichtung zur Beschichtung von Werkzeugen mit im Wesentlichen stabförmiger Grundform, mit einer Beschichtungskammer und mindestens einer in der Beschichtungskammer anzuordnenden Beschichtungshülse, die für die Aufnahme mindestens eines Teils und mindestens des hinteren Abschnittes eines Schaftabschnittes eines im Wesentlichen stabförmigen Werkzeuges vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse, vorzugsweise der dem Schneidenabschnitt zugewandte Rand der Hülse, Aussparungen aufweist, die ein vorgegebenes Muster bilden.Apparatus for coating tools having a substantially rod-shaped basic shape, with a coating chamber and at least one coating sleeve to be arranged in the coating chamber, which is provided for receiving at least part and at least the rear portion of a shank portion of a substantially rod-shaped tool, characterized in that Sleeve, preferably the edge of the sleeve facing the cutting portion, has recesses which form a predetermined pattern. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen mindestens teilweise den freien Rand der Hülse durchbrechen.Apparatus according to claim 5, characterized in that the recesses at least partially break through the free edge of the sleeve. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen mindestens teilweise vom freien Rand der Hülse beabstandet sind. Apparatus according to claim 5 or 6, characterized in that the recesses are at least partially spaced from the free edge of the sleeve. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen kreis-, dreieck-, rechteck-, sternförmig oder schlangenlinienförmig sind.Device according to one of claims 5 to 7, characterized in that the recesses are circular, triangular, rectangular, star-shaped or serpentine. Nach einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 4 und einer Vorrichtung der Ansprüche 5 bis 8 beschichtetes Schneidwerkzeug von im Wesentlichen stabförmiger Grundform, welches einen hinteren Schaftabschnitt und einen vorderen Schneidenabschnitt aufweist, wobei der Schneidenabschnitt mit einem Material beschichtet ist, welches härter als das Material des Werkzeuggrundkörpers ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaftabschnitt, vorzugsweise in der Nähe des Übergangs oder an dem Übergang zum Schneidenabschnitt, eine ein sichtbares Muster bildende, und somit teilweise Beschichtung aufweist. A cutting tool coated according to a method of claims 1 to 4 and an apparatus of claims 5 to 8 of substantially rod-shaped basic shape having a rear shank portion and a forward cutting portion, the cutting portion being coated with a material harder than the material of the tool body is, characterized in that the shaft portion, preferably in the vicinity of the transition or at the transition to the cutting portion, has a visible pattern forming, and thus partial coating. Schneidwerkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Muster die Form von dreieckigen, rechteckigen, halbkreisförmigen, elliptischen oder U-förmigen Ausläufern der Beschichtung des Schneidenabschnittes oder Kombinationen solcher Ausläufer haben.Cutting tool according to claim 9, characterized in that the pattern has the shape of triangular, rectangular, semicircular, elliptical or U-shaped extensions of the coating of the cutting portion or combinations of such extensions. Schneidwerkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzlinie zwischen der Beschichtung des Schneidenabschnittes, gegebenenfalls einschließlich eines angrenzenden Schaftabschnittes, und dem unbeschichteten Bereich des Schaftabschnittes axial vor- und rückspringende Abschnitte aufweist.Cutting tool according to claim 10, characterized in that the boundary line between the coating of the cutting portion, optionally including an adjacent shaft portion, and the uncoated portion of the shaft portion axially projecting and recessed portions. Schneidwerkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die einem Muster entsprechenden Beschichtungen am Schaft keine Verbindung zu der Beschichtung des Schneidenteils haben und als im Abstand zu der Beschichtung des Schneidenteils angeordnete Kreise, Dreiecke, Rechtecke, andere konvexe Polygone oder Sterne ausgebildet sind. Cutting tool according to claim 9, characterized in that the corresponding coatings pattern on the shaft have no connection to the coating of the cutting part and formed as at a distance from the coating of the cutting part arranged circles, triangles, rectangles, other convex polygons or stars.
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