DE202010001892U1

DE202010001892U1 - Spanwerkzeug mit einem Berührabschnitt zum Aufnehmen von Querkräften

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Publication number: DE202010001892U1
Application number: DE202010001892U
Authority: DE
Original assignee: Adolf Wuerth GmbH and Co KG
Current assignee: Adolf Wuerth GmbH and Co KG
Priority date: 2010-02-04
Filing date: 2010-02-04
Publication date: 2010-05-06
Anticipated expiration: 2020-02-05

Abstract

Werkzeug (300) zum spanenden Bearbeiten eines zu bearbeitenden Gegenstands, wobei das Werkzeug (300) aufweist
einen Zentrierabschnitt (102'), welcher um einen Mittelpunkt (M) des Werkzeugs (300) ausgebildet ist, und
zumindest zwei Hauptschneiden (101'), welche sich von dem Zentrierabschnitt (102') des Werkzeugs (300) radial bis zu einem Rand des Werkzeugs (300) erstrecken,
wobei der Zentrierabschnitt (102') mindestens zwei Verstärkungsbereiche (105') aufweist, welche sich von einer Drehachsennormalenebene (104') in axialer Richtung des Werkzeugs (300) zu einem Werkzeugende des Werkzeugs (300) erstrecken,
wobei die Verstärkungsbereiche (105') an dem Werkzeugende zusammenlaufen und einen Berührabschnitt (106') bilden,
wobei der Berührabschnitt (106') den Mittelpunkt (M) enthält, und
wobei die mindestens zwei Verstärkungsbereiche (105') derart ausgerichtet sind, dass eine Querkraft (Q), welche aufgrund einer Verkeilung einer der Hauptschneiden (101') wirkt, durch zumindest einen Verstärkungsbereich (105') verläuft, um zumindest einen Teil der Querkraft (Q) aufzunehmen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Werkzeug zum spanenden Bearbeiten eines zu bearbeitenden Gegenstands.
Hintergrund der Erfindung
Bei spanenden Bearbeitungsverfahren wird ein zu bearbeitendes Werkstück in eine gewünschte Form gebracht, indem Material in Form von Spänen abgetragen wird. Beispiele für eine spanende Bearbeitung sind das Bohren, das Drehen, das Fräsen oder das Reiben von Werkzeugen an zu bearbeitenden Gegenständen.
Beim Bohren wird als spanendes Werkzeug ein Bohrer verwendet, der in einem Bohrfutter einer Bohrmaschine befestigbar ist. Damit der Bohrer sich an einer gewünschten Stelle in das Werkstück einbohrt, um dort ein Bohrloch zu bilden, weisen manche Bohrer einen Zentrierabschnitt auf. Der Zentrierabschnitt ist in einem Zentrum des Bohrers angebracht und weist im allgemeinen eine Spitze oder Kante auf, die sich durch Drücken auf die Werkstückoberfläche in das Werkstück hineindrückt, um somit einen Fixpunkt des Bohrers relativ zu dem Werkstück zu bilden. Die anschließende Drehung des Bohrers führt dazu, dass Hauptschneiden und/oder Nebenschneiden des Bohrers durch die rotatorische Bewegung Späne von dem zu bearbeitenden Werkstück abtragen, so dass das Bohrloch entsteht.
DE 83 13 119 U1 offenbart einen Schweißpunktbohrer, welcher eine Zentrierspitze aufweist. Die Zentrierspitze erstreckt sich kegelförmig in Richtung eines freien Endes des Bohrers. Flächen des Bohrers, insbesondere Spanflächen sind abgeschliffen bzw. ausgespitzt, um die Zentrierspitze zu bilden. Die Zentrierspitze nimmt im Fall eines Verhakens der Hauptschneiden die größten Querkräfte auf. Den abgeschliffenen Flächen fehlt Material, so dass sie mechanisch geschwächt sind und daher weniger gut geeignet sind, die beim Verhaken auftretende Querkraft aufzunehmen. Daher bricht die Zentrierspitze in der Regel, wenn sich der Bohrer verhakt. Dies beeinträchtigt in negativer Weise die Lebensdauer der Zentrierspitze und somit die Lebensdauer des gesamten Bohrers. Da ein Verbiegen bzw. ein Bruch der Zentrierspitze zu einem Ausfall des Werkzeugs bzw. des Bohrers führt, obwohl die Hauptschneiden in ihrer Funktion noch intakt sein können, entstehen unnötige Kosten für einen Austausch des Werkzeugs sowie ein Zeitverlust.
1 zeigt eine Seitendarstellung eines herkömmlichen Werkzeugs 100. Hauptschneiden 101 verlaufen parallel zu einer Drehachsennormalenebene 104, die senkrecht zu einer Drehachse 103 des Werkzeugs 100 angeordnet ist. Ferner kann die Lage der Drehachsennormalenebene 104 durch deren Normalenvektor definiert werden, der parallel zu der Drehachse 103 ausgerichtet ist.
In Richtung eines freien, axialen Endes des Werkzeugs 100 bildet sich ein Zentrierabschnitt 102 aus. Der Zentrierabschnitt 102 ist im Wesentlichen kegelförmig ausgebildet, wobei sich an der Spitze des Kegels ein Berührabschnitt 106 in Form einer Querschneide, ausbildet. Der Berührabschnitt 106 wird dadurch gebildet, dass zwei Verstärkungsbereiche 105 spitz zulaufen und sich schließlich berühren. Die Verstärkungsbereiche 105 verlaufen innerhalb des Zentrierabschnitts 102 ausgehend von der Drehachsennormalenebene 104 in Richtung des freien axialen Endes des Werkzeugs 100.
Ferner zeigt 1 außerhalb des Zentrierabschnitts 102 eine geschliffene Freifläche 109 und eine Spanfläche 107. Je steiler die Freifläche 109 ist bzw. je größer der Winkel zwischen der Drehachsennormalenebene 104 und der Freifläche 109 ist, desto scharfkantiger kann die Hauptschneide 101 ausgebildet sein. Der Winkel zwischen der abgeschliffenen Freifläche 109 und der Drehachsennormalenebene 104 kann als Freiwinkel definiert werden. Die Spanfläche 107 bildet sich zwischen einer der Hauptschneiden 101 und der Freifläche 109 außerhalb des Zentrierabschnitts 102 aus. Die Spanfläche 107 kann einen großen Winkel mit der Drehachsennormalenebene 104 von beispielsweise 60° Grad bis 90° Grad einschließen. Entlang der Spanfläche 107 wird ein abgetragener Span von dem axialen Werkzeugende weg transportiert. Der Abstand der radial außen liegenden Enden der Hauptschneiden 101 definieren den Durchmesser D des Werkzeugs 100.
Ferner ist in 1 eine Zentrierabschnittsspanfläche 110 innerhalb des Zentrierabschnitts 102 dargestellt, die eine abgeschliffene Fläche ist, welche eine größere Steigung bezüglich der Drehachsennormalenebene 104 als die Verstärkungsbereiche 105 aufweist. Die Zentrierabschnittsspanfläche 110 liegt zwischen zwei angrenzenden Verstärkungsbereichen 105. An Trennkanten zwischen den Verstärkungsbereichen 105 und den Zentrierabschnittsspanflächen 110 bilden sich Verbindungskanten 108, 111. Die Verbindungskante 108, welche in Drehrichtung ω (vgl. 2) eine Zentrierabschnittsspanfläche 110 vor sich liegen hat, wird als Nebenschneide 108 bezeichnet. Jede Nebenschneide 108 weist eine Schärfe bzw. Scharfkantigkeit auf, welche durch den Schliff bzw. die Steigung der Zentrierabschnittsspanfläche 110 und die Steigung der Verstärkungsbereiche 105 definiert ist.
2 zeigt eine Draufsicht des herkömmlichen Werkzeugs 100. In dem dargestellten Betriebszustand bildet sich aufgrund einer Verkantung einer Hauptschneide 101 mit einem zu bearbeitenden Gegenstand ein Drehpol 201 an einer der Hauptschneiden 101 aus. Genauer gesagt bildet sich der Drehpol 201 üblicherweise am entferntesten, äußersten Punkt einer der Hauptschneiden 101 aus. Aufgrund des Drehpols 201 und aufgrund der Drehrichtung ω des Werkzeugs 100 (beispielsweise entgegen dem Uhrzeigersinn, wie in 2 dargestellt) entsteht eine Querkraft Q an dem Berührabschnitt 106. Die Querkraft Q wirkt im Wesentlichen senkrecht zu einer Verbindungslinie, welche den Berührabschnitt 106 und den Drehpol 201 verbindet. Die Querkraft Q verläuft durch die Zentrierabschnittsspanfläche 110 und nicht durch die Verstärkungsbereiche 105.
Die schraffierten Bereiche in 2 stellen eine geschliffene Fläche dar, die innerhalb des Zentrierabschnitts 102 die Zentrierabschnittsspanfläche 110 bildet und außerhalb des Zentrierabschnitts 102 einen Teil der Freifläche 109 bildet. Die Zentrierabschnittsspanfläche 110 weist infolge des Schliffs einen großen Winkel zu der Drehachsennormalenebene 104 auf. Die Kraftkomponente der Querkraft Q, welche im Allgemeinen parallel zu der Drehachsennormalenebene 104 verläuft, kann auf die Spanfläche 107 oder die Zentrierabschnittsspanfläche 110 nur schlecht übertragen und von diesen aufgenommen werden. Insbesondere Kraftkomponenten der Querkraft, welche parallel zu der Drehachsennormalenebene 104 verlaufen, können aufgrund des großen Winkels zu der Drehachsennormalenebene 104 nur schlecht von den Spanflächen 107 oder den Zentrierabschnittsspanflächen 110 aufgenommen werden.
Eine Gerade 202 kann so definiert werden, dass diese parallel zu einer der Hauptschneiden 101 und durch den Mittelpunkt M des Bohrers verläuft. Diese Gerade 202 erstreckt sich von dem Mittelpunkt M parallel zu der der genannten Hauptschneide 101 in Drehrichtung ω abgewandten Seite des Werkzeugs 100. Die herkömmlichen Verstärkungsbereiche 105 sind derart angeordnet, dass sie ausgehend von der Geraden 202 jeweils in etwa in einem Winkelbereich zwischen 45° Grad gegen Drehrichtung ω des Werkzeugs 100 und 45° Grad in Drehrichtung ω liegen.
Darstellung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Werkzeug zum spanenden Bearbeiten eines Gegenstands mit einer langen Lebensdauer zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch ein Werkzeug zum spanenden Bearbeiten eines zu bearbeitenden Gegenstands gemäß dem unabhängigen Schutzanspruch gelöst.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Werkzeug zum spanenden Bearbeiten eines zu bearbeitenden Gegenstands bereitgestellt. Das Werkzeug weist einen Zentrierabschnitt auf, welcher um einen Mittelpunkt des Werkzeugs ausgebildet ist. Ferner weist das Werkzeug zumindest zwei (insbesondere genau zwei oder genau drei) Hauptschneiden auf, welche sich von dem Zentrierabschnitt des Werkzeugs radial bis zu einem Rand des Werkzeugs erstrecken. Der Zentrierabschnitt weist mindestens zwei Verstärkungsbereiche auf, welche sich von einer Drehachsennormalenebene in axialer Richtung des Werkzeugs zu einem Werkzeugende des Werkzeugs erstrecken. Die Verstärkungsbereiche laufen an dem Werkzeugende zusammen und bilden einen Berührabschnitt (zum Beispiel eine Spitze oder Kante). Der Berührabschnitt enthält den Mittelpunkt. Die mindestens zwei Verstärkungsbereiche sind erfindungsgemäß derart ausgerichtet, dass eine Querkraft, welche aufgrund einer Verkeilung bzw. eines Einhakens einer der Hauptschneiden wirken kann, durch zumindest einen der Verstärkungsbereiche verläuft, um zumindest einen Teil der Querkraft aufzunehmen.
Unter dem Begriff „Hauptschneide” wird insbesondere eine scharfe Kante verstanden, welche geeignet ist, bei Drehung des Werkzeugs ein Material spanend von dem zu bearbeitenden Gegenstand abzutragen. Die Hauptschneiden können jeweils, zumindest nahe des Zentrierabschnitts, einen linearen Abschnitt aufweisen. Die Hauptschneiden können sich insbesondere von dem Zentrierabschnitt bis zu dem äußeren radialen Ende bzw. dem Rand des Werkzeugs linear erstrecken, d. h. ohne Krümmung der Hauptschneide. Alternativ können die Hauptschneiden auch gekrümmt, z. B. sichelförmig, ausgebildet sein.
Die „Drehachsennormalenebene” erstreckt sich orthogonal zu einer Drehachse des Werkzeugs. Mit anderen Worten verläuft der Normalenvektor der Drehachsennormalenebene parallel zu der Drehachse des Werkzeugs.
Der Zentrierabschnitt beinhaltet den Berührabschnitt. Der Berührabschnitt wird auch Querschneide genannt, wobei mittels dieser Querschneide das Werkzeug an einem bestimmten vordefinierten Punkt des zu bearbeitenden Gegenstands zumindest anfänglich, das heißt zu Beginn des Bohrvorgangs, gehalten und zentriert wird. Der Berührabschnitt bzw. die Querschneide ist an einem axialen freien Werkzeugende des Werkzeugs ausgebildet. Der Berührabschnitt wird anschaulich über eine Druckkraft in den zu bearbeitenden Gegenstand hineingedrückt, so dass eine seitliche Verschiebung des Werkzeugs aufgrund eines schrägen Anpressdrucks oder aufgrund einer Drehung verhindert werden kann. Der Berührabschnitt kann als eine Berührkante oder punktförmig, d. h. als Zentrierpunkt bzw. Zentrierspitze, ausgebildet sein, um ein leichtes Eindringen in den zu bearbeitenden Gegenstand zu ermöglichen. Je kürzer die Kante, desto punktähnlicher der Berührabschnitt, so dass ein leichtes Halten des Werkzeugs an einer gewünschten Position auf dem zu bearbeitenden Gegenstand ermöglicht wird. Der Berührabschnitt des Zentrierabschnitts entsteht beispielsweise dadurch, dass sich die Verstärkungsbereiche von einer Grundfläche bzw. von der Drehachsennormalenebene aus aufeinander zulaufend hin zu dem axialen Werkzeugende des Werkzeugs erstrecken und dort spitz zusammenlaufen. Als Berührungslinie bzw. Berührungspunkt der Verstärkungsbereiche am axialen Werkzeugende bildet sich der Berührabschnitt aus.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird zur Unterstützung des Berührabschnitts die Anordnung der Verstärkungsbereiche derart vorgenommen, dass die Verstärkungsbereiche eine Querkraft Q besser aufnehmen. Die Querkraft an dem Berührabschnitt entsteht beispielsweise dann, wenn sich eine der Hauptschneiden in dem zu bearbeitenden Gegenstand verkeilt bzw. einhakt. An dem Punkt, an dem sich eine der Hauptschneiden verkeilt, entsteht ein Drehpol (Momentanpol), um welchen sich das Werkzeug zu drehen versucht.
Unter dem Begriff „Drehpol” wird insbesondere ein Punkt verstanden, an welchem bei einem Verkeilen bzw. Einhaken einer der Hauptschneiden eine Winkelgeschwindigkeit Null ist. Der Drehpol oder Momentanpol kann beispielsweise an einer der Hauptschneiden an dem Punkt auftreten, welcher am weitesten von der Drehachse des Werkzeugs entfernt liegt. Der Drehpol tritt dort auf, wo die Hauptschneiden sich mit dem zu bearbeitenden Gegenstand verklemmen. Der Berührabschnitt im Zentrierabschnitt des Werkzeugs verkeilt sich und wirkt der Drehung um den Drehpol entgegen. Damit entsteht an dem Berührabschnitt die Querkraft, welche senkrecht zu einer Verbindungslinie verläuft, die den Berührabschnitt mit dem Drehpol verbindet. Damit das Werkzeug mit dem Berührabschnitt trotz Verklemmung an der vorbestimmten Stelle an dem zu bearbeitenden Gegenstand gehalten werden kann, muss der Berührabschnitt die gesamte Querkraft aufnehmen und darf nicht durch die entstandene Querkraft selbst verbogen bzw. anderweitig zerstört werden.
Die Drehung des Werkzeugs um den Drehpol wird anschaulich von dem Berührabschnitt verhindert, so dass dort die Querkraft angreift. Die Querkraft wird gemäß der erfindungsgemäßen Ausbildung aber nun vorteilhaft in einen der Verstärkungsbereiche eingeleitet, so dass die Verstärkungsbereiche die Querkraft zumindest teilweise aufnehmen und ableiten können. Die Verstärkungsbereiche dienen somit als unterstützende Flächen, so dass der Berührabschnitt und der gesamte Zentrierabschnitt robuster und stabiler ausgebildet sind. In herkömmlichen Ausführungsformen von Werkzeugen bzw. Bohrern verläuft die Querkraft bei Verkantung des Bohrers durch eine Spanfläche, so dass eine Querkraftkomponente, welche parallel zu der Drehachsennormalenebene verläuft, nur schwer auf das Werkzeug übertragen werden kann und der Berührabschnitt eher nachgibt und sich verbiegt. Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Verstärkungsbereiche derart angeordnet, dass die Querkraft in die Verstärkungsbereiche eingeleitet wird, wodurch der Berührabschnitt an Stabilität gewinnt. Eine erfindungsgemäße Anordnung der Verstärkungsbereiche ist gegenüber herkömmlichen Anordnungen von Verstärkungsbereichen winkelversetzt, zum Beispiel um ungefähr 90° Grad winkelversetzt. Mit der erfindungsgemäßen Ausrichtung der Verstärkungsbereiche wird daher ein robusterer und haltbarerer Berührabschnitt (z. B. ein haltbarerer Zentrierabschnitt) bereitgestellt. Damit führt ein stabilerer Berührabschnitt zu einer besseren Ausnutzung des Werkzeugs, sodass insbesondere erst bei Abnutzung der Hauptschneiden ein Austausch des Werkzeugs notwendig ist. Dies erhöht die Lebensdauer des Werkzeugs.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist eine Gerade parallel zu zumindest einer der Hauptschneiden ausgerichtet und erstreckt sich von dem Mittelpunkt zu der der zumindest einen Hauptschneide (insbesondere in Drehrichtung) abgewandten Seite des Werkzeugs. Zumindest einer der Verstärkungsbereiche ist derart angeordnet, dass der zumindest eine Verstärkungsbereich zumindest teilweise in einem Winkelbereich zwischen ungefähr 60° Grad in Drehrichtung des Werkzeugs und ungefähr 160° Grad in Drehrichtung, ausgehend von der Geraden, liegt.
Anschaulich können, insbesondere abhängig von der Anzahl der Hauptschneiden des Werkzeugs, die Verstärkungsbereiche des Zentrierabschnitts in einem Winkelbereich von zum Beispiel ±30° (insbesondere in einem Winkelbereich von ±20°) um einen Ort des Auftretens einer Querkraft infolge eines Verhakens einer jeweiligen Hauptschneide angeordnet werden. Somit kann bei einer vorzugsweise symmetrischen Anordnung von Hauptschneiden und Verstärkungsbereichen eine ausgeglichene Lastverteilung erreicht werden.
Sind genau zwei Hauptschneiden an dem Werkzeug vorgesehen (siehe zum Beispiel 4), so können die Verstärkungsbereiche jeweils in einem Winkelbereich zwischen ungefähr 60° Grad in Drehrichtung des Werkzeugs und ungefähr 140° Grad in Drehrichtung ausgehend von der zugehörigen Geraden angeordnet sein.
Sind genau drei Hauptschneiden an dem Werkzeug vorgesehen (siehe zum Beispiel 6), so können die Verstärkungsbereiche jeweils in einem Winkelbereich zwischen ungefähr 90° Grad in Drehrichtung des Werkzeugs und ungefähr 160° Grad in Drehrichtung ausgehend von der zugehörigen Geraden angeordnet sein.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform sind die mindestens zwei Verstärkungsbereiche jeweils in einem Winkelbereich zwischen ungefähr 70° Grad in Drehrichtung des Werkzeugs und ungefähr 130° Grad in Drehrichtung, ausgehend von der zugehörigen Geraden, angeordnet. Insbesondere kann der Winkelbereich zwischen ungefähr 90° Grad in Drehrichtung des Werkzeugs und ungefähr 110° Grad in Drehrichtung liegen. Ein bevorzugter Winkelbereich kann insbesondere abhängig von der Anzahl von Hauptschneiden sowie abhängig von der Winkelsymmetrie einer Anordnung der Hauptschneiden ausgewählt werden.
Gemäß einer weiteren beispielsweisen Ausführungsform weisen die Verstärkungsbereiche Schrägflächen und/oder materialverstärkte Bereiche auf. Die Schrägflächen erstrecken sich zum Beispiel kegelartig bzw. konisch zulaufend von einer Grundfläche (welche parallel zu der Drehachsennormalenebene ausgerichtet ist) hin zu dem axialen Werkzeugende des Werkzeugs. Dabei ist der Steigungswinkel zwischen Drehachsennormalenebene und Schrägfläche vorteilhaft sehr klein. Die Verstärkungsbereiche, insbesondere die Schrägflächen, können zum Beispiel einen Winkel zur Drehachsennormalenebene von 5° bis ungefähr 60° Grad, insbesondere 30° bis 50° Grad oder 35° bis 45° Grad aufweisen. Je flacher der Winkel der Verstärkungsbereiche zur Drehachsennormalenebene ist, desto besser können beispielsweise parallel zur Drehachsennormalenebene wirkende Querkraftkomponenten von dem Berührabschnitt auf die Verstärkungsbereiche bzw. die Schrägflächen übertragen werden. Je besser die Querkraftkomponenten von den Verstärkungsbereichen aufgenommen werden können, desto robuster und stabiler ist der Berührabschnitt. Zusätzlich oder alternativ können die Verstärkungsbereiche materialverstärkt ausgebildet sein. Beispielsweise können die Verstärkungsbereiche gezielt gehärtet werden, um deren Festigkeit zu erhöhen. Ferner können Beschichtungen, insbesondere harte Legierungen, zur Standzeitverlängerung aufgebracht werden. Insbesondere können hierzu Titannitrid-(TIN)-Legierungen verwendet werden.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist der Zentrierabschnitt zumindest zwei Zentrierabschnittsspanflächen auf, die jeweils zwischen den Verstärkungsbereichen angeordnet sind. Die zumindest zwei Zentrierabschnittsspanflächen erstrecken sich von der Drehachsennormalenebene in axialer Richtung zu dem Werkzeugende des Werkzeugs, wobei die zumindest zwei Zentrierabschnittsspanflächen ausgehend von der Drehachsennormalenebene in axialer Richtung zu dem Werkzeugende eine größere Steigung aufweisen als die Steigung der Verstärkungsbereiche. Die Zentrierabschnittsspanflächen können steiler als die Verstärkungsbereiche verlaufen, beispielsweise in einem Winkel zur Drehachsennormalenebene von ungefähr 60° bis ungefähr 90° Grad, ungefähr 70° bis ungefähr 90° Grad oder ungefähr 80° bis ungefähr 90° Grad.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist die Verbindungskante zwischen einem der Verstärkungsbereiche und einer der angrenzenden Zentrierabschnittsspanflächen ausgebildet. Diejenige Verbindungskante, welche in Drehrichtung die Zentrierabschnittsspanfläche vor sich liegen hat, kann als Nebenschneide bezeichnet werden. Ein Span, welcher durch die Nebenschneide von dem zu bearbeitenden Gegenstand abgetrennt wird, gleitet entlang der Zentrierabschnittsspanflächen und wird durch diese in einer gewünschten Abtragungsrichtung befördert. Die Nebenschneide kann durch eine Ausspitzung bzw. durch eine starke Abschleifung eine scharfe Schneide bilden. Die Nebenschneiden bilden sich im Zentrierabschnitt aus, wobei sie sich von dem Berührabschnitt radial in Richtung des Außenumfangs des Werkzeugs hin erstrecken.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist das Werkzeug zumindest zwei Freiflächen auf. Die zumindest zwei Freiflächen erstrecken sich von jeweils einer der Hauptschneiden entgegen der Drehrichtung. Ausgehend von der Hauptschneide erstreckt sich die Freifläche entgegen der Drehrichtung des Werkzeugs und in einer Gegenrichtung zum freien axialen Werkzeugende des Werkzeugs. Die Steigung der Freiflächen in Gegenrichtung zum axialen Werkzeugende kann die Schärfe der Hauptschneide bestimmen. Die Freiflächen sind entlang der jeweiligen Hauptschneide ausgebildet und können durch einen vordefinierten Schliff bzw. ein vordefiniertes Abschleifen einen gewünschten Schärfegrad der jeweiligen Hauptschneide bewerkstelligen. Die Freiflächen erstrecken sich von dem Zentrierbereich in radialer Richtung zu dem Rand des Werkzeugs. Die Verstärkungsbereiche und/oder die Zentrierabschnittsspanflächen können beispielsweise fließend in die jeweilige Freifläche übergehen.
Außerhalb des Zentrierabschnitts ist zwischen zwei Freiflächen eine Spanfläche ausgebildet. Die Spanfläche bildet an der Berührlinie zu den Freiflächen jeweils eine Kante. Die Kante, welche in Drehrichtung die Spanfläche vor sich liegen hat, ist die Hauptschneide. Ähnlich wie die Zentrierabschnittsspanfläche im Zentrierabschnitt führt die Spanfläche den von der Hauptschneide abgetragenen Span ab. Die Spanfläche und die Zentrierabschnittsspanfläche können einen großen Winkel zu der Drehachsennormalenebene von beispielsweise 60° Grad bis 90° Grad aufweisen, wobei sich die Spanfläche von dem Zentrierabschnitt axial in Gegenrichtung zu dem freien Werkzeugende erstrecken kann. Die Freifläche und die Spanfläche weisen unterschiedliche Winkel bezüglich der Drehachsennormalenebene auf, wobei im Allgemeinen der Winkel bzw. die Steigung der Freifläche flacher ist als der Winkel bzw. die Steigung der Spanfläche.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform erstrecken sich die zumindest zwei Hauptschneiden von dem Zentrierabschnitt des Werkzeugs radial bis zu dem Rand des Werkzeugs. Benachbarte Freiflächen schließen mit der Drehachsennormalenebene einen Winkel ein. Die Freiflächen können derart verlaufen, dass sich beispielsweise in radialer Erstreckungsrichtung der Abstand zu dem axialen Werkzeugende vergrößert. Somit können verbesserte Bohreigenschaften des Werkzeugs erreicht werden. Der Winkel zwischen zwei Hauptschneiden in einer Seitenansicht kann den sogenannten Spitzenwinkel eines Bohrers definieren. Bei einem Schweißpunktbohrer ist der Spitzenwinkel 180°.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist das Werkzeug insgesamt drei Hauptschneiden auf. Ferner kann in einem weiteren Ausführungsbeispiel mindestens eine weitere (vierte) Hauptschneide ausgebildet werden. Eine Ausbildung einer höheren Mehrzahl von Hauptschneiden führt zu einem verbesserten Abtragen von Material von dem zu bearbeitenden Gegenstand und zu einer winkelsymmetrischeren Anordnung.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist das Werkzeug ein Schweißpunktbohrer, Schweißpunktfräser oder Bohrer, insbesondere ein Bohrer nach DIN 1412E (in der am Anmeldetag der vorliegenden Anmeldung gültigen DIN-Fassung). Unter einem Schweißpunktbohrer kann ein Bohrer verstanden werden, mit welchem ein Schweißpunkt abgetragen wird. Schweißpunkte verbinden beispielsweise zwei dünnwandige Bleche, wobei zur Trennung der Bleche diese Schweißpunkte entfernt werden müssen. Ein Schweißpunktbohrer bzw. ein Schweißpunktfräser kann typischerweise eine Vielzahl von Hauptschneiden aufweisen, die nahezu parallel zu der Drehachsennormalenebene verlaufen.
Wie oben beschrieben, kann mit der dargestellten Erfindung die Robustheit des Berührabschnitts erhöht werden. Die auftretenden Querkräfte beim Bohren mit herkömmlichen Bohrern treffen bei Verklemmung üblicherweise auf eine schwache Seite des Zentrierabschnitts, nämlich auf die Zentrierabschnittsspanfläche. Mit den versetzten Verstärkungsbereichen gemäß der vorliegenden Erfindung, beispielsweise um ungefähr 80° bis 90° Grad gegenüber herkömmlichen Werkzeugen winkelversetzt, treffen die auftretenden Querkräfte nun auf eine wesentlich stabilere Seite des Zentrierabschnitts, nämlich auf die Verstärkungsbereiche. Mit diesen Verstärkungsbereichen ist eine Art Verstärkungsrippe bzw. ein Verstärkungselement für den Berührabschnitt geschaffen. Mit anderen Worten kann durch Versetzung der Ausspitzung bzw. des Ausschleifens der Spanflächen bzw. der Zentrierabschnittsspanflächen eine Drehung der Anordnung der Verstärkungsbereiche bzw. der Schrägflächen erreicht werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden werden zur weiteren Erläuterung und zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine Seitenansicht eines Endbereichs bzw. eines Zentrierendes eines herkömmlichen Werkzeugs;
2 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf ein axiales Werkzeugende eines herkömmlichen Bohrers;
3A, 3B schematische Darstellungen einer Abtragung von Schweißpunkten mittels eines Werkzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
4 eine Draufsicht eines Werkzeugs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5 eine Draufsicht eines Werkzeugs gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Erfindung; und
6 eine Draufsicht eines Werkzeugs mit drei Hauptschneiden gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7A bis 7C Seitenansichten von Zentrierenden und Hauptschneiden von Werkzeugen gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung von exemplarischen Ausführungsformen
Gleiche oder ähnliche Komponenten in unterschiedlichen Figuren sind mit gleichen Bezugsziffern versehen.
3A und 3B zeigen zwei unterschiedliche Bohrzustände eines Werkzeugs 300 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Bei dem in 3A und 3B gezeigten Bohrverfahren wird ein Schweißpunkt, welcher ein erstes Blech 301 mit einem zweiten Blech 302 verbindet, mittels des um eine Drehachse 103' rotierenden Werkzeugs 300 abgetragen. Das Werkzeug 300 weist zwei Hauptschneiden 101' und einen Zentrierabschnitt 102' auf. Die Hauptschneiden 101' erstrecken sich von dem Zentrierabschnitt 102' des Werkzeugs 300 radial bis zu einem Rand des Werkzeugs 300. Die Hauptschneiden 101' sind in einer Drehachsennormalenebene 104' ausgebildet.
3A zeigt einen normalen Bohrfall, bei dem die Hauptschneiden 101', die ausgehend von dem Zentrierabschnitt 102' radial nach außen verlaufen, an ihren drehachsenfernsten Punkten Material von dem ersten Blech 301 spanend abtragen. Die Hauptschneiden 101' können auch aufgrund des Vorsehens von schräg verlaufenden Freiflächen 109' in das Material des ersten Blechs 301 eindringen oder einsinken. Aufgrund einer nicht ebenen Ausgestaltung der Freiflächen 109' kann vermieden werden, dass die Freiflächen 109' bloß auf dem Material reiben. Ein von den Hauptschneiden 101' abgetragener Span wird mittels Spanflächen 107' abtransportiert. Anschaulich bewegt sich abgetragener Span entlang der Spanflächen 107' nach außen. Die Hauptschneiden 101' verlaufen in dem gezeigten Ausführungsbespiel entlang der Drehachsennormalenebene 104', deren Normalenvektor parallel zu der Drehachse 103' verläuft.
3B zeigt einen ungünstigen, aber in der Bohrpraxis manchmal auftretenden, Fall, bei dem das Werkzeug 300 zum Beispiel aufgrund einer leichten Verkippung oder einer asymmetrischen Anordnung des ersten Blechs 301 nur auf einer Seite, d. h. nur mit einer Hauptschneide 101', Material abträgt und die zweite Hauptschneide 101' (gemäß 3B linke Seite) kein Material von dem ersten Blech 301 abträgt. Die zweite Hauptschneide 101' hat in dem in 3B gezeigten Szenario vorübergehend keinen Kontakt mit der Oberfläche des ersten Blechs 301 mehr. In dieser Situation kann sich an den Kontaktpunkten der gemäß 3B rechten Hauptschneide 101' und dem oberflächennahen Material des ersten Blechs 301 ein Drehpol 201' bilden. Folglich bildet sich an dem Zentrierabschnitt 102' eine Querkraft Q aus, welche den Zentrierabschnitt 102' belastet. Wenn die Wirkverbindung zwischen dem Zentrierabschnitt 102' und dem ersten Blech 301 aufgrund der Querkraft Q gelöst wird, tänzelt das Werkzeug 300 bei Drehung des Werkzeugs 300 um den Drehpol 201'.
4 zeigt eine Draufsicht des Werkzeugs 300, in der Details der Ausgestaltung des Zentrierabschnitts 102' zu erkennen sind. Auch in 4 ist der ausgebildete Drehpol 201' zu sehen. Somit wirkt die Querkraft Q auf einen Berührabschnitt 106' ein, an dem die Verstärkungsbereiche 105' des Zentrierabschnitts 102' werkzeugendseitig zusammenlaufen. Gegenüber 2 sind die Verstärkungsbereiche 105' um ca. 90° Grad im Vergleich zu den Verstärkungsbereichen 105 der 2 winkelversetzt.
4 zeigt, dass der Zentrierabschnitt 102' um einen Mittelpunkt M des Werkzeugs 300 ausgebildet ist und sich von der Drehachsennormalenebene 104' (siehe 3A, 3B) in axialer Richtung des Werkzeugs 300 zu einem axialen Werkzeugende des Werkzeugs 300 erstreckt. Der Berührabschnitt 106' enthält den Mittelpunkt M. Die Verstärkungsbereich 105' sind erfindungsgemäß derart ausgerichtet, dass die Querkraft Q, welche auf den Berührabschnitt 106' aufgrund einer Verkeilung einer der Hauptschneiden 101' wirkt, durch zumindest einen Verstärkungsbereich 105' verläuft, um zumindest einen Teil der Querkraft Q aufzunehmen. Somit wird die Querkraft in einen stabileren Bereich des Zentrierabschnitts 102' eingeleitet als dies gemäß 1 der Fall ist. Dies führt zu einer erhöhten Lebensdauer des Werkzeugs 300, da dieses bei Einwirken der Querkraft besser vor einer Verschlechterung oder Zerstörung geschützt ist.
Eine Gerade 202' ist parallel zu der gemäß 4 linken Hauptschneide 101' ausgerichtet und erstreckt sich von dem Mittelpunkt M zu der dieser Hauptschneide 101' (in Drehrichtung) abgewandten (oder gegenüberliegenden) Seite des Werkzeugs 300. Der gemäß 4 obere Verstärkungsbereich 105' ist derart angeordnet, dass er ausgehend von der Geraden 202' etwa in einem Winkelbereich zwischen 60° Grad in Drehrichtung ω des Werkzeugs 300 und 130° Grad in Drehrichtung ω des Werkzeugs 300 liegt. In anderen Ausführungsbeispielen können diese Winkelbereiche variieren, insbesondere in einem Bereich zwischen ungefähr 60° und ungefähr 160°, sofern dadurch die oben beschriebene Querkrafteinleitung erreichbar ist.
In ähnlicher Weise kann für die gemäß 4 rechte Hauptschneide 101' eine entsprechende Gerade (mit einer Verlaufsrichtung gemäß 4 von M nach links) definiert werden, welche in entsprechender Weise die Anordnung des gemäß 4 unteren Verstärkungsbereichs 105' in einem Winkelbereich zwischen etwa 60° Grad in Drehrichtung ω des Werkzeugs 300 und etwa 130° Grad in Drehrichtung ω vorgibt. Dies ist aus Gründen der Übersichtlichkeit in 4 nicht dargestellt.
Wie in 4 aber dargestellt ist, verläuft die Querkraft Q durch die Verstärkungsbereiche 105'. Die Verstärkungsbereiche 105' sind als Schrägflächen ausgebildet, welche einen flachen Winkel zwischen der Drehachsennormalenebene 104' und ihrer äußeren Oberfläche ausbilden. Insbesondere sind diese Schrägflächen flacher ausgebildet als die Spanflächen 107' bzw. Zentrierabschnittsspanflächen 110' des Zentrierabschnitts 102'. Die Schrägflächen der Verstärkungsbereiche 105' können die Querkraftkomponenten der Querkraft Q, welche parallel zur Drehachsennormalenebene 104' verlaufen, in robuster Weise einfacher und besser ableiten, so dass ein stabilerer Berührabschnitt 106' geschaffen ist. Zusätzlich oder alternativ können die Verstärkungsbereiche 105' beispielsweise gehärtet sein oder Beschichtungen, insbesondere harte Legierungen, z. B. Titannitrid-(TIN)-Legierungen, aufweisen.
In dem Zentrierabschnitt 102' sind außer den Zentrierabschnittsspanflächen 110', den Verstärkungsbereichen 105' und dem Berührabschnitt 106' Verbindungskanten 108', 111' ausgebildet. Die Verbindungskanten 108', welche in Drehrichtung ω die Zentrierabschnittsspanfläche 110' vor sich liegen haben, werden Nebenschneide 108' genannt.
Die Zentrierabschnittsspanflächen 110' befinden sich jeweils zwischen benachbarten Verstärkungsbereichen 105'. Die Zentrierabschnittsspanflächen 110' können in die außerhalb des Zentrierabschnitts 102' angeordneten Freiflächen 109' (bzw. in die Spanflächen 107') übergehen. Ein mittels der Hauptschneiden 101' von dem ersten Blech 301 abgetrennter Span kann entlang der Spanflächen 107' und der Zentrierabschnittsspanflächen 110' geführt und von dem Bohrbereich abtransportiert werden.
Die Zentrierabschnittsspanflächen 110' können beispielsweise zur Schärfung der Nebenschneiden 108' beitragen, insbesondere indem die Zentrierabschnittsspanflächen 110' stark ausgespitzt bzw. abgeschliffen werden.
Die Schärfe der Nebenschneide 108' wird insbesondere durch die unterschiedlichen Winkel der angrenzenden Verstärkungsbereiche 105' und Zentrierabschnittsspanflächen 110' definiert. Die Nebenschneide 108' kann ebenfalls Späne abtragen. Die Verbindungskante 111', welche in Drehrichtung ω einen Verstärkungsbereich 105' vor sich hat, kann stumpf ausgebildet sein, so dass dort kein Material abgetragen wird.
Die Nebenschneiden 108' verlaufen innerhalb des Zentrierabschnitts 102'. Die Hauptschneiden 101' verlaufen ausgehend von dem Zentrierabschnitt 102' radial nach außen. Die Hauptschneiden 101' sind dabei ab dem Zentrierabschnitt 102' bis zum äußeren, radialen Ende linear ausgebildet, d. h. im Wesentlichen ohne Krümmung ausgebildet. In einer weiteren Ausführungsform können die Hauptschneiden 101' aber auch gekrümmt, z. B. sichelförmig, ausgebildet sein.
Außerhalb des Zentrierabschnitts 102' sind die Freiflächen 109' gebildet. Die Freiflächen 109' erstrecken sich von dem Zentrierbereich 102' in radialer Richtung nach außen. Jede der Freiflächen 109' erstreckt sich von einer der Hauptschneiden 101' entgegen der Drehrichtung ω des Werkzeugs 300. Ausgehend von einer Hauptschneide 101' erstreckt sich die Freifläche 109' in einer Gegenrichtung zum axialen Werkzeugende des Werkzeugs 300, womit ein Winkel zwischen der Drehachsennormalenebene 104' und den Freiflächen 109' gebildet wird. Die Steigung der Freiflächen 109' hat einen Einfluss auf die Schärfe der Hauptschneiden 101'. Die Verstärkungsbereiche 105' bzw. die Zentrierabschnittsspanflächen 110' können beispielsweise fließend in die Freifläche 109' übergehen.
5 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform der Zentrierabschnittsspanfläche 110', welche abgesetzt oder alternativ fließend in einen Bereich der Freifläche 109' außerhalb des Zentrierabschnitts 102' übergeht. In dem Zentrierabschnitt 102' wird mittels Abschleifens die Zentrierabschnittsspanfläche 110' gebildet. In einem vorherigen Abschleifvorgang wurde bereits die Freifläche 109' gebildet bzw. abgeschliffen, um somit eine scharfe Schneidkante bzw. die Hauptschneide 101' zu bilden.
Die in 5 eng schraffiert dargestellten Bereiche veranschaulichen jeweils einen Freischliff.
6 zeigt eine andere beispielhafte Ausführungsform, bei welcher drei Hauptschneiden 101' vorgesehen sind. Ausgehend von dem Zentrierabschnitt 102' wird die Freifläche 109' in Richtung des äußeren, radialen Endes des Werkzeugs 300 ausgebildet. Verstärkungsbereiche 105' sind innerhalb des Zentrierabschnitts 102' ausgebildet. Die drei Verstärkungsbereiche 105' laufen spitz zusammen, so dass an ihrer Schnittlinie der Berührabschnitt 106' als ein Zentrierpunkt (im Unterschied zu einer Zentrierlinie gemäß 4) gebildet ist. Die Zentrierabschnittsspanflächen 110' gehen abgesetzt oder alternativ fließend in die Freiflächen 109' über.
Die Verstärkungsbereiche 105' sind wiederum derart angeordnet, dass bei Entstehen eines Drehpols 201' die resultierende Querkraft Q von ihnen aufgenommen wird.
Eine Gerade 202' ist parallel zu der gemäß 6 linken Hauptschneide 101' ausgerichtet und erstreckt sich von dem Zentrierpunkt zu der dieser Hauptschneide 101' abgewandten (oder gegenüberliegenden) Seite des Werkzeugs 300, d. h. gemäß 6 nach rechts. Der gemäß 6 oberste Verstärkungsbereich 105' ist derart angeordnet, dass er ausgehend von der Geraden 202' etwa in einem Winkelbereich zwischen 90° Grad in Drehrichtung ω des Werkzeugs 300 und 150° Grad in Drehrichtung ω des Werkzeugs 300 liegt. In anderen Ausführungsbeispielen können diese Winkelbereiche variieren, sofern dadurch die gewünschte Querkrafteinleitung erreichbar ist.
In ähnlicher Weise kann für die gemäß 6 anderen beiden Hauptschneiden 101' jeweils eine entsprechende Gerade definiert werden, welche in entsprechender Weise die Anordnung der gemäß 6 anderen Verstärkungsbereiche 105' in einem Winkelbereich zwischen etwa 90° Grad in Drehrichtung ω des Werkzeugs 300 und etwa 150° Grad in Drehrichtung ω vorgibt. Dies ist aus Gründen der Übersichtlichkeit in 6 nicht dargestellt.
Bei Rotieren des Werkzeugs 300 um die Drehachse 103 in Drehrichtung ω kann mit den drei Hauptschneiden 101' in winkelsymmetrischer Art und Weise Material abgetragen werden, wobei gleichzeitig ein stabiler Berührabschnitt 106' gebildet ist.
7A bis 7C zeigen drei Seitenansichten von Zentrierabschnitten 102' und Hauptschneiden 101' von Werkzeugen 700, 720 bzw. 740 gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Bei dem in 7A gezeigten Werkzeug 700, das als Schweißpunktbohrer eingesetzt werden kann, erstrecken sich die Hauptschneiden 101' beiderseits des Zentrierabschnitts 102' radial nach außen und verlaufen dabei parallel zu der Drehachsennormalenebene 104'.
Bei dem in 7B gezeigten Werkzeug 720 erstrecken sich die Hauptschneiden 101' beiderseits des Zentrierabschnitts 102' radial nach außen und schließen dabei mit der Drehachsennormalenebene 104' einen von Null verschiedenen Winkel ein. Die Hauptschneiden 101' nähern sich ausgehend von der Drehachsennormalenebene 104' (bzw. ausgehend von einem seitlichen Ende des Zentrierabschnitts 102') im Verlauf zu dem radialen Rand des Werkzeugs 720 hin einem Werkzeugende 750 in axialer Richtung 760 an.
Bei dem in 7C gezeigten Werkzeug 740 erstrecken sich die Hauptschneiden 101' beiderseits des Zentrierabschnitts 102' radial nach außen und schließen dabei mit der Drehachsennormalenebene 104' einen von Null verschiedenen Winkel ein. Die Hauptschneiden 101' entfernen sich ausgehend von der Drehachsennormalenebene 104' (bzw. ausgehend von einem seitlichen Ende des Zentrierabschnitts 102') im Verlauf zu dem radialen Rand des Werkzeugs 740 hin von einem Werkzeugende 750 in axialer Richtung 760.
Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass ”umfassend” keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und ”eine” oder ”ein” keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.

100: herkömmliches Werkzeug
101: Hauptschneide
102: Zentrierabschnitt
103: Drehachse
104: Drehachsennormalenebene
105: Verstärkungsbereich
106: Berührabschnitt (Querschneide)
107: Spanfläche
108: Nebenschneide
109: Freifläche
110: Zentrierabschnittsspanfläche
111: Kante
101': Hauptschneide
102': Zentrierabschnitt
103': Drehachse
104': Drehachsennormalenebene
105': Verstärkungsbereich
106': Berührabschnitt (Querschneide)
107': Spanfläche
108': Nebenschneide
109': Freifläche
110': Zentrierabschnittsspanfläche
111': Kante
201: Drehpol
202: Gerade
201': Drehpol
202': Gerade
300: Werkzeug
301: erstes Blech
302: zweites Blech
700: Werkzeug
720: Werkzeug
740: Werkzeug
750: Werkzeugende
760: axiale Richtung
M: Mittelpunkt
D: Durchmesser des Werkzeugs
Q: Querkraft
ω: Drehrichtung des Werkzeugs

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 8313119 U1 [0004]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- DIN 1412E [0033]

Claims

Werkzeug (300) zum spanenden Bearbeiten eines zu bearbeitenden Gegenstands, wobei das Werkzeug (300) aufweist einen Zentrierabschnitt (102'), welcher um einen Mittelpunkt (M) des Werkzeugs (300) ausgebildet ist, und zumindest zwei Hauptschneiden (101'), welche sich von dem Zentrierabschnitt (102') des Werkzeugs (300) radial bis zu einem Rand des Werkzeugs (300) erstrecken, wobei der Zentrierabschnitt (102') mindestens zwei Verstärkungsbereiche (105') aufweist, welche sich von einer Drehachsennormalenebene (104') in axialer Richtung des Werkzeugs (300) zu einem Werkzeugende des Werkzeugs (300) erstrecken, wobei die Verstärkungsbereiche (105') an dem Werkzeugende zusammenlaufen und einen Berührabschnitt (106') bilden, wobei der Berührabschnitt (106') den Mittelpunkt (M) enthält, und wobei die mindestens zwei Verstärkungsbereiche (105') derart ausgerichtet sind, dass eine Querkraft (Q), welche aufgrund einer Verkeilung einer der Hauptschneiden (101') wirkt, durch zumindest einen Verstärkungsbereich (105') verläuft, um zumindest einen Teil der Querkraft (Q) aufzunehmen.
Werkzeug (300) nach Anspruch 1, wobei eine Gerade (202') parallel zu zumindest einer der Hauptschneiden (101') ausgerichtet ist und sich von dem Mittelpunkt (M) zu der der zumindest einen Hauptschneide (101') in Drehrichtung abgewandten Seite des Werkzeugs (300) erstreckt, und wobei zumindest einer der Verstärkungsbereiche (105') derart angeordnet ist, dass der zumindest eine Verstärkungsbereich (105') zumindest teilweise in einem Winkelbereich zwischen 60° Grad in Drehrichtung (ω) des Werkzeugs (300) und 160° Grad in der Drehrichtung (ω) ausgehend von der Geraden (202') liegt.
Werkzeug (300) nach Anspruch 2, wobei das Werkzeug (300) genau zwei Hauptschneiden (101') aufweist; wobei die mindestens zwei Verstärkungsbereiche (105') jeweils in einem Winkelbereich zwischen 60° Grad in Drehrichtung (ω) des Werkzeugs (300) und 140° Grad in Drehrichtung (ω) ausgehend von der zugehörigen Geraden (202') angeordnet sind.
Werkzeug (300) nach Anspruch 2, wobei das Werkzeug (300) genau drei Hauptschneiden (101') aufweist; wobei die mindestens zwei Verstärkungsbereiche (105') jeweils in einem Winkelbereich zwischen 90° Grad in Drehrichtung (ω) des Werkzeugs (300) und 160° Grad in Drehrichtung (ω) ausgehend von der zugehörigen Geraden (202') angeordnet sind.
Werkzeug (300) nach Anspruch 2, wobei die mindestens zwei Verstärkungsbereiche (105') jeweils in einem Winkelbereich zwischen 70° Grad in Drehrichtung (ω) des Werkzeugs (300) und 130° Grad in Drehrichtung (ω), insbesondere zumindest teilweise in einem Winkelbereich zwischen 90° Grad in Drehrichtung (ω) des Werkzeugs (300) und 110° Grad in Drehrichtung (ω), ausgehend von der zugehörigen Geraden (202') angeordnet sind.
Werkzeug (300) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Verstärkungsbereiche (105') Schrägflächen und/oder materialverstärkte Bereiche aufweisen.
Werkzeug (300) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Zentrierabschnitt (102') zumindest zwei Zentrierabschnittsspanflächen (110') aufweist, die jeweils zwischen den Verstärkungsbereichen (105') angeordnet sind, wobei sich die zumindest zwei Zentrierabschnittsspanflächen (110') von der Drehachsennormalenebene (104') in axialer Richtung zu dem Werkzeugende erstrecken, und wobei die zumindest zwei Zentrierabschnittsspanflächen (110') eine größere Steigung ausgehend von der Drehachsennormalenebene (104') in axialer Richtung zu dem Werkzeugende als die Verstärkungsbereiche (105') aufweisen.
Werkzeug (300) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei eine Verbindungskante (108', 111') zwischen einem der Verstärkungsbereiche (105') und einer der angrenzenden Zentrierabschnittsspanflächen (110') ausgebildet ist.
Werkzeug (300) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner aufweisend zumindest zwei Freiflächen (109'), wobei sich jede der zumindest zwei Freiflächen (109') von einer zugehörigen der Hauptschneiden (101') entgegen der Drehrichtung (ω) erstreckt.
Werkzeug (300, 700) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei in der Drehachsennormalenebene (104') mindestens ein Abschnitt jeder der zumindest zwei Hauptschneiden (101') ausgebildet ist.
Werkzeug (720, 740) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei sich die zumindest zwei Hauptschneiden (101') derart von dem Zentrierabschnitt (102') des Werkzeugs (720, 740) radial bis zu einem Rand des Werkzeugs (720, 740) erstrecken, dass sich die zumindest zwei Hauptschneiden (101') ausgehend von der Drehachsennormalenebene (104') im Verlauf zu dem radialen Rand des Werkzeugs (720, 740) hin von dem Werkzeugende (750) in axialer Richtung (760) entfernen oder sich dem Werkzeugende (750) in axialer Richtung (760) annähern.
Werkzeug (300) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Berührabschnitt (106') als Berührkante oder als Berührspitze ausgebildet ist.
Werkzeug (300) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, aufweisend drei Hauptschneiden (101').
Werkzeug (300) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Werkzeug (300) aus einem der Gruppe bestehend aus Schweißpunktbohrer, Schweißpunktfräser und Bohrer, insbesondere Bohrer nach DIN 1412E, ausgewählt ist.