DE3344720A1

DE3344720A1 - Werkzeug

Info

Publication number: DE3344720A1
Application number: DE19833344720
Authority: DE
Inventors: Anton Rickenbach Bucher; Wilhelm 7233 Lauterbach King
Original assignee: Siku GmbH
Current assignee: Siku GmbH
Priority date: 1983-12-10
Filing date: 1983-12-10
Publication date: 1985-06-20

Description

Werkzeug
Die Erfindung betrifft ein Werkzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bei Werkzeugen, auf die sich die Erfindung bezieht, handelt es sich um Werkzeuge mit mindestens einem verschleißfesten Hartmetallteil, das der Bearbeitung von Werkstücken, Gestein od. dgl. dient. Vorzugsweise kann es sich um Meißel handeln, wie Bohrmeißel, Drehmeißel od. dgl.
Bei solchen Hartmetallteilen handelt es sich um verschleißfeste Hartmetallteile, bspw. um gesinterte oder gegossene Hartmetallteile, die bspw. Metallcarbide, vorzugsweise Wolframcarbide enthalten können. Dies ist nur ein Beispiel und die Erfindung ist auch bei Werkzeugen mit Hartmetallteilen aus anderen Hartmetallen anwendbar.
Hartmetall hat narmalengeise einen kleineren Ausdehnungskoeffizienten als das meist aus Stahl bestehende Metall des Trägers. Wenn der Träger aus Stahl besteht, beträgt der Wärmeausdehnungskoeffizient des Hartmetalles im allgemeinen nur ungefähr die Hälfte des Wärmeausdehnungskoeffizienten des Stahles. Es entstehen sowohl durch das Anlöten des Hartmetallteiles an den Träger Spannungen zwischen den Hartmetallteil und den Träger als auch durch die im Betrieb auftretenden Kräfte und Erwärmung.
Diese Spannungen verursachen oft Spannungsrisse des Hartmetallteiles des Werkzeuges. Um diese Gefahr solcher Spannungsrisse zu verringern, ist es bekannt, die Spannungen im Hartmetall durch niedrigschmelzendes Weichlot zu vermindern. Weichlot hat jedoch andere Nachteile, die seine Anwendung meist verbieten. Normalerweise finden deshalb Hartlote mit höheren Schmelzpunkten, insbesondere Lote auf Kupfer- und/oder Silberbasis Anwendung. Auch bei der Erfindung kann Hartlot zweckmäßig vorgesehen sein. es ist auch bekannt, in die das Hartmetallteil mit dem Träger verbindende Lötschicht metallisches Drahtgewebe einzubetten, das mit dem Lot vollständig verlötet, doch dient es nicht dem Spannungsabbau im Hartmetallteil, sondern dem Erleichtern des Einschiessens des Lotes und auch'dazu, die richtige Dicke der Lötschicht zu sichern. Auch gibt es Hartmetalle, die weniger als andere Hartmetallsorten zu Spannungsrissen neigen.
Doch ist man dann in der Auswahl der Hartmetallsorte entsprechend auf weniger spannungsempfindliche Hartmetalle beschränkt, was unerwünscht ist. Grundsätzlich wird die Gefahr von Spannungsrissen im Hartmetallteil um so größer, je größer sein Querschnitt und seine Länge sind.
Es ist deshalb eine Aufgabe der ErEindung, die Gefahr von Spannungsrissen des Hartmetallteiles zu verringern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Werkzeug gemäß Anspruch g gelöst.
Infolge der mindestens einen vorbestimmten Schwachstelle im Lötspalt wird die Gefahr von Spannungsrissen des Hartmetallteiles bei weiterhin sicherem Halt'des Hartmetallteiles auf einfache, kostengünstige, betriebssichere Weise verringert oder ganz behoben.
Die durch die unterschiedlichen WErmeausdehnungskoeffizienten des Hartmetalles des Hartmetallteiles und des Werkstoffes des Trägers bedingten Spannungen im Hartmetallteil werden nicht mehr so groß wie ohne diese Schwachstelle oder Schwachstellen. Durch die mindestens eine Schwachstelle kann die Fähigkeit des Lotes, Kräfte; d. h Zug- und/oder Druck- und/oder Schubkräfte zwischen dem Hartmetallteil und dem Träger zu übertragen, verringert werden.
Da die Lotsubstanz nicht verändert wird oder nicht verändert zu werden braucht, kann sie ihre innere Kohäsion behalten. Die Erfindung ermöglicht den Einsatz von Hartloten hoher Festigkeit, die entsprechend guten Halt des Hartmetallteiles am Träger trotz der mindestens einen vorbestimmten Schwachstelle ergeben.
Die Erfindung ermöglicht insbesondere auch die Serienherstellung solcher Werkzeuge, die in derselben Serie jeweils auch bezüglich des Lötspaltes unter sich gleich oder angenähert gleich sind. Die Gefahr von Spannungsrissen im Hartmetallteil jedes Werkzeuges derselben Serie kann deshalb in reproduzierbarer Weise vermindert oder ganz behoben werden.
In den Ansprüchen 2 - 41 sind eine Reihe vorteilhafter Weiterbildungen,Ausgestaltungen und Ausführungsarten der Erfindung beschrieben.
Falls im Lötspalt gemmß vorteilhaften Ausführungsformen mindestens eine Einlage angeordnet ist, kann sie in vielen Fällen in das Lot zumindest im wesentlichen eingebettet sein, d.h. sich ganz oder im wesentlichen innerhalb des Lotes befinden.
Es ist jedoch auch möglich, die Einlage an eine oder mehrere vorbestimmte Höhlungen im Lötspalt angrenzen zu lassen, wobei sie an der Schaffung der Höhlung oder Höhlungen beim Löten selbst mitwirken kann.
Die Oberfläche der Einlage kann zumindest teilweise so ausgebildet sein, daß sie sich mit dem Lot beim Löten nicht verbindet, d. h. an mindestens einem vorbestimmten Flächenbereich nicht verbindet, so daß hier im Lötspalt eine rißähnliche Unterbrechung entsteht. Es ist jedoch auch möglich, vorzusehen, daß die Einlage auf ihrer gesamten Oberfläche lötfähig ist, d.h., daß sich beim Löten das Lot an jede Stelle der Einlage, zu der das flüssige Lot gelangt, mit der Einlage fest verbindet. Trotz der Lötfähigkeit der gesamten Oberfläche der Einlage braucht also die Einlage nicht auf ihrer gesamten Oberfläche mit dem Lot verlötet zu sein, sondern kann also noch mindestens einen lotfreien Oberflächenbereich haben.
Wenn die Einlage sich zumindest auf einem vorbestimmten Teilbereich ihrer oberflache mit dem Lot , in dem sie angeordnet ist, nicht verbindet, schafft sie an jedem solchen Flächenbereich eine Schwachstelle im Lötspalt, an der vom Lot keine zur Oberfläche senkrechten Zugkräfte und allenfalls nur relativ geringe Schubkräfte durch Reibung übertragen werden können, wodurch die Spannungen im Hartmetallteil verringert und so die Gefahr von Spannungsrissen des Hartmetallteiles verringert oder sogar ganz behoben wird Da diese Einlage sehr dünn sein kann, braucht sie die Lötspaltdicke kaum zu vergrößere. Diese Einlage kann vorzuasweise aus zumindest mit nicht lötfähigem Xtoff bereichsweise/beschichtetem Metall oder aus sich mit dem Lot nicht verbindendem Nichtmetall, z. B. Keramik, Graphit oder dergl., bestehen.
Wenn die Einlage volumenveränderlich und/oder komprimierbar und/oder dehnbar ist, kann sie Kräften, die von dem Lot auf sie ausgeübt werden, z.B. Druck- bzw. Zug- bzw. Schubkräften, elastisch oder plastisch nachgeben und so die Kraftübertragungsfähigkeit des Lotes ebenfalls verringern. Eine solche Einlage bildet also ebenfalls eine Schwachstelle im Lötspalt. Wenn ihre Außenoberfläche nicht oder nur teilweise mit dem Lot fest verbunden ist, bildet sie hier noch zusätzlich eine oder mehrere Schwachstellen. Die volumenveränderliche' Einlage kann vorzugsweise mindestens-eine nach außen gegen Eindringen von Lot abgedichteten Hohlraum aufweisen, der eine abgeschlossene Höhlung bildet, in die kein Lot beim Löten eindringt und so leer bleibt. Dievolumenveränderliche bzw. kcmpriinierbare bzw. dehnbare Einlage ergibt ebenfalls Spannungsabbau im Hartmetall und damit Verringerung der Gefahr von Spannungsrissen, selbst dann, wenn ihre äußere Oberfläche vollständig mit dem Lot verbunden ist. Noch stärkerer Spannungsabbau im Hartmetall läßt sich erreichen, wenn zusätzlich die weitere Maßnahme vorgesehen ist, daß sich die äußere Oberfläche dieser Einlage nicht oder nur auf mindestens einer vorbestimmten Teilfläche ihrer Oberfläche mit dem Lot verbindet.
Diese Einlage kann aus Metall undioder auch aus anderen Materialien bestehen.
Unter Verbindung des Lotes mit einer Oberfläche oder einem Bereich der Oberfläche der Einlage, des Hartmetallteiles oder des Trägers ist verstanden, daß sich das Lot mit dieser Oberfläche bzw. dem betreffenden Bereich fest verbindet, d. h. mit ihr bzw. ihm verlötet.
Wenn gemäß einer Ausführungsform der Erfindung eine eine Sollbruchstelle oder Sollbruchstellen bildende mehrschichtige Einlage vorgesehen ist, bildet diese ebenfalls eine Schwachstelle- im Lötspalt, durch die die Kraftüberträgüngsfähigkeit des Lotes ebenfalls verringert wird. Diese Einlage kann so vorgesehen sein, daß sie mit dem Lot vollständig oder nur auf mindestens einem Teilbereich ihrer Oberfläche verlötet oder nicht verlötet. In den bevorzugten beiden ersten Fällen ist diese Verbindung mit dem Lot zweckmäßig fester als die Sollbruchstellen bildende Verbindung ihrer betreffenden Schichten miteinander. Vorzugsweise kann es sich bei dieser Einlage um einen zweischichtigen Blechstreifen oder eine Spirale, einen Topf, eine Hülse oder dergl. aus zweischichtigem Blech handeln, deren beiden Schichten bspw. beide aus Eisen oder aus Eisen und Aluminium oder dergl. bestehen, die durch Kaltwalzen miteinander verbunden sind. Durch die durch die schwächere Verbindung der Schichten miteinander ermöglichten Sollbruchstellen lassen sich die Spannungen im Hartmetallteil ebenfalls verringern und damit die Gefahr von Spannungsrissen in ihm Der Bruch findet dabei in der Weise statt, daß sich die betreffenden Schichten zumindest bereichsweise durch Zug- oder Scherkräfte voneinander lösen, so daß sie in diesen Bereichen dann aufeinander gleiten oder sich voneinander abheben können, wodurch sich also die Einlage dehnt.
Imine weitere zwsckmäßige Maßnahmç zur Schaffung mindestens einer Schwachstelle im Lötspalt kann darin bestehen, daß mindestens ein vorbestimmter Teilbereich der an das Lot angrenzenden Oberfläche des Hartmetallteiles und/oder des Trägers mit einer sich mit dem Lot nicht verbindenden Oberflächenschicht versehen ist, so daß jede solche Schicht im Lötspalt eine vorbestimmte rissartige Unterbrechung schafft, an die zwar Lotsubstanz angrenzt oder angrenzen kann, die jedoch mit der betreffenden Oberflächenschicht des Hartmetallteiles bzw. des Trägers nicht verbunden ist. Bei dieser Schicht kann es sich bspw. um Aluminiumoxid A1203, um Siliziumcarbid SiC, sonstige Oxidkeramik oder dergl. handeln.
Jede durch eine solche Schicht bewirkte Unterbrechung schafft eine Schwachstelle im Lötspalt.
Auch durch diese Maßnahme werden die Spannungen im Hartmetallteil vermindert. Diese Maßnahme eignet sich besonders gut für sehr schmale Lötspalte.
Die Erfindung ermöglicht ohne weiteres den Einsatz von Hartlot, so daß sich selbst im Falle der Lötung auf kleineren Flächen ohne weiteres sichere Halterung des Hartmetallteiles am oder im Träger problemlos erreichen läßt. Das Hartlot kann bspw.
ein Hartlot auf Kupfer- oder Silberbasis sein.
Um auf besonders einfache Weise eine Einlage mit einem nach außen abgeschlossenen Hohlraum zu schaffen, kann sie besonders zweckmäßig als Flachrohr ausgebildet sein, das an seinen beiden Enden abgeschlossen ist.
Ein solches Flachrohr ist volumenveränderlich, und zwar sowohl durch Dehnen als auch Komprimieren seines Querschnittes. Selbst wenn es so plattgedrückt ist, daß sein Hohlraum nicht mehr existiert, ist es unter Neuentstehen seines Hohlraumes dehnbar und dann auch wieder komprimierbar. Es kann also atmen. Dieses Flachrohr kann bspw. aus einem Rundrohr durch Walzen hergestellt sein und aus Eisen vorzugsweise aus Weicheisen bestehen, dessen Außenoberfläche sich mit dem Lot verbindet. Es kann im Falle eines ebenen Lötspaltes in diesem serpentinenförmig verlegt sein Im Falle eines im Querschnitt runden Lötspaltes kann das Flachrohr vorzugsweise zu einer Spirale gewunden sein, wobei zweckmäßig sich benachbarte Spiralwindungen mit ihren Längskanten berühren oder nahezu berühren können. Der Lötspalt kann danach mit dem Lot ausgefüllt werden.
Wenn die Oberfläche der im Lot angeordneten, vorzugsweise in das Lot eingebetteten Einlage so in vorbestimmter Weise ausgebildet ist, daß sie zumindest bereichsweise sich mit dem Lot nicht verbindende Oberflächenbeschaffenheit aufweist, kann diese Einlage vorzugsweise blatt- oder bandförmig ausgebildet sein. Dabei können dann vorzugsweise beide Breitseiten des Blattes oder des Bandes Oberflächenbeschaffenheit haben, die sich nicht mit dem Lot verbindet, wogegen die Schmalkanten bevorzugt Oberflächenbeschaffenheit haben können, die sich mit dem Lot verbindet.
Bspw. kann es sich um ein Blatt oder ein Band handeln, das an beiden Breitseiten durch Alitierung mit einer intermetallischen Beschichtung hoher Hitzebeständigkeit versehen ist, die sich mit dem Lot nicht verbindet. Auch andere Oberflächenbeschaffenheiten, die erreichen lassen, daß sie sich nicht mit dem jeweiligen Lot verbinden, können selbstverständlich vorgesehen sein. Bspw. können der oder die betreffenden Oberflächenbereiche dieser Einlage sehr dünne Keramikbeschichtung aufweisen oder die Einlage kann aus dünnen Keramikplättchen, -streifen oder dergl. bestehen. Zumindest dann, wenn die Oberfläche dieser Einlage sich an keiner Stelle mit dem Lot verbindet, ist es notwendig, daß sie mindestens einen von einer das Hartmetallteil mit dem Träger verbindenden Lotbrücke durchdrungenen Durchlaß oder dergl. freiläßt und/oder zusammen mit mindestens einer weiteren solchen Einlage mindestens einen solchen Durchlaß für eine Lotbrücke freiläßt, damit das Hartmetallteil mit dem Träger an mindestens einer Stelle durch Lot verbunden ist. Doch ist es auch möglich, vorzusehen, daß"diese Einlage zusammen mit zu ihren beiden Seiten vorhandenen Lötschichten eine sogenannte Mehrschichtfolie bspw. aus Silberlot-Eisen-Silberlot bildet, jedoch ist es dann notwendig, daß ihre beiden Seiten sich auf vorbestimmten Teilbereichen mit dem Lot verbinden, bspw. auf gemäß einem Raster angeordneten kreisrunden Flächenbereichen oder auf Flächenbereichen gemäß einem sonstigen Muster. Die restlichen Oberflächenbereiche dieser Einlage sind dann bspw. durch Alitierung so beschichtet, daß sie sich mit dem angrenzenden Lot nicht verbinden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Einlage ein mit Löchern versehenes flächiges Element sein, wie ein perforierter Streifen, Hülse, Topf od. dgl. Diese Einlage kann- dabei zumindest bereichsweise eine sich mit dem angrenzenden Lot nicht bindende OberflAchenbeschaffenheit aufweisen. hierbei ist unter "zumindest bereichsweise" verstanden, daß sie mindestens einenvorbestirnrnten Bereich der betreffenden Oberflächenbeschaffenheit aufweist, wobei im Maximalf all ihre gesamte Oberfläche die betreffende, sich mit dem Lot nicht verbindende Oberflächenbeschaffenheit aufweisen kann.- Dabei können vorzugsweise zumindest die Breitseiten des flächigen Elementes als sich mit dem Lot nicht verbindend beschaffen sein.
Die oben erwähnte volumenveränderliche bzw. komprimierbare bzw. dehnbare Einlage kann auch andere Ausbildungen als Plachrohr haben, bspw.
vorzugsweise eine Hohlplatte oder ein Hohlstreifen sein, die.bzw0 der einen sich im wesentlichen über ihre bzw. seine Länge und Breite erstreckenden Hohlraum oder eine Mehrzahl oder Vielzahl von kleineren Hohlräumen aufweist oder es kann auch ein schalenförmiger Hohlkörper sein1 welcher einen einzigen Hohlraum oder auch wieder eine Mehrzahl oder Viel zahl von Hohlräumen aufweist. Auch andere Ausbildungen mit und ohne Hohlräume sind möglich.
Es ist im allgemeinen zweckmäßig, wenn die Einlage oder die Einlagen sich zumindest über einen erheblichen Teil des Lötspaltes erstrecken,vorzugsweise ungefähr über den gesamten Lötspalt oder im Falle eines das Hartmetallteil umfassenden Lötspaltes vorzugsweise zumindest über die halbe Höhe des Umfangsbereichs des lötspaltes, insbesondere im wesentlichen über den im Lötspalt befindlichen Umfangsbereich des Hartmetallteiles.
Wesentlich ist, daß die Einlage oder Einlagen so groß sind, daß sie die Gefahr von Spannungsrissen im Hartmetallteil herabsetzen.
Die Maßnahme zum Verringern oder Beheben der Gefahr von Spannungsrissen im Hartmetallteil' bei der die an das Lot angrenzende Oberfläche des Hartmetallteiles und/ oder des Trägers in vorbestimmter Weise teilweise mit mindestens einer sich mit dem Lot nicht verbindenden Oberflächenschicht versehen sind, hat auch den Vorteil, daß die durch die Lötung miteinander verbundenen Flächen des Hartmetallteiles und des Trägers ohne wesentliche Verringerung der räumlichen Ausdehnung der Lötschicht verkleinert werden.
Eine weitere Maßnahme, die mindestens eine vorbestimmte Schwachstelle im Lötspalt schafft, durch die die Gefahr von Spannungsrissen des Hartmetallteiles verringert oder behoben wird, kann gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung darin bestehen, daß im Lötspalt mindestens eine vorbestimmte Höhlung vorhanden ist.
Vorzugsweise kann diese Höhlung an mindestens einer Stelle an im Lötspalt befindliches Lot angrenzen, was die Herstellung der Höhlung beim Löten erleichtert, sie insbesondere erfindungsgemäß nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 42-45 herzustellen ermoglicht. Diese; Verfahren sin d einfach durchführbar und ermogliden genaue Lötung an den vorbestimmten Flächenbereichen der miteinander zu verlötenden Teile. Die Höhlung kann jedoch auch mittels anderer Lötverfahren geschaffen werden.
Bspw. können die miteinander zu verlötenden Flächenbereiche vor dem Löten mit Lot bereits überzogen werden und beim Löten werden sie dann so aneinander gehalten, bspw. aneinander angedrückt, daß die einander gegenüberliegenden Lotschichten ineinander fließen und eine die betreffenden beiden Oberflächen miteinander verbindende Lotschicht ergeben. Wenn dabei die Gefahr besteht, daß das flüssige Lot beim Löten aus dem Zwischenraum zwischen den jeweils miteinander zu verbindenden Oberflächenbereichen des Hartmetallteiles und des Trägers bzw. einer Einlage und dem Hartmetallteil und/oder Träger teilweise herausfließt, kann vorgesehen sein, diese Oberflächenbereiche zumindest untenseitig durch Beschichtungen oder dergl., die das Lot nicht annehmen, also nicht mit dem Lot verlöten können, abzugrenzen. Es können so auch verhältnismäßig dicke Lotzwischenschichten zwischen den mit durch das Lot zu verbindenden, vorbestimmten Oberflächenbereichen erzielt werden. Wenn der Kapillareffekt für die Förderung des Lotes ausgenutzt wird, kann die Weite der Schlitze, in den das Lot durch Kapillarwirkung fließt, vorzugsweise ca. 50. bis 250 pm betragen. Je nach den Materialpaarungen Lot/Träger bzw. Lot/Hartmetallteil bzw. Lot/Einlage kann der Zwischenraum auch noch größer sein. Er kann auch kleiner sein.
Die Höhlung kann nach außen offen sein, doch ist es auch möglich, sie nach außen vollständig abgeschlossen vorzusehen.
Wenn das Löten unter Mitwirkung der Kapillarkräfte erfolgt, muß also für das Wirken der Kapillarkräfte mindestens ein ausreichend schmaler Schlitz zwischen dem Hartmetallteil und dem Träger bzw.zwischen einer oder mehreren Einlagen und dem Hartmetallteil und dem Trager vorhanden sein. Die Oberflächen, mit denen das Lot verlötet, müssen dabei selbstverständlich so vorgesehen sein, daß das flüssige Lot diese Oberflächen benetzen kann und so beim Abkühlen dann diese Oberflächen der betreffenden Teile fest miteinander verbindet. Bspw. kann ein gitterartiges oder sonstiges Schlitzsystem vorgesehen sein, in welchem die Kapillarkräfte beim Löten das flüssige Lot fördern, wobei das Lot nicht in die Löcher des Gitters eindringt, weil hier keine Kapillarkräfte wegen zu großer Spaltweiten wirksam werden und so diese Gitterlöcher dann nach dem Löten Höhlungen bilden, von denen zumindest die meisten nach außen abgeschlossen sind oder sein können.
Die Höhlung ist ein nur Luft oder sonstiges Gas enthaltender, vorbestimmter Leerraum im Lötspalt, der vorzugsweise vom Hartmetallteil bis zum Träger reichen kann. Die Höhlung bildet eine vorbestimmte Schwachstelle im Lötspalt. Die Höhlung ist also so anzuordnen, daß sie die Gefahr von Spannungsrissen des Hart- metallteiles herabsetzt oder an dieser Herabsetzung zusammen mit mindestens einer weiteren Schwachstelle mitwirkt. Zu diesem Zweck kann eine sich über einen relativ großen Bereich des Lötspaltes erstreckende Höhlung oder ein System von Höhlungen vorgesehen sein. Bevorzugt kann das Gesamtvolumen der Höhlung bzw. Höhlungen 20 - 80 » des Volumens des Lötspaltes betragen.
Diese Höhlung oder Höhlungen setzen ebenfalls die Gefahr von Spannungsrissen im Hartmetallteil herab oder lassen sie ganz vermeiden. Ein Vorteil dieser Maßnahme ist auch, daß man mit weniger Lot auskommt, so daß die Kosten für das Lot beträchtlich reduziert werden können und man so auch teurere Lote einsetzen kann, bspw. in größerem Umfange als bisher Edelmetall-Hartlote.
Die Höhlung im Lötspalt kann vorzugsweise durch mindestens eine Vertiefung in mindestens einer der Lötspaltwände gebildet oder mit gebildet sein, besonders vorteilhaft in der den Lötspalt begrenzenden Wandung des Trägers, so daß das Hartmetallteil nicht geändert zu werden braucht, Jedoch ist es auch möglich, eine solche Vertiefung in der Wandung des Hartmetallteiles oder sowohl im Hartmetallteil als auch in dem Träger vorzusehen oder auch in mindestens einer in den Lötspalt eingesetzten Einlage.
Falls in den Lötspalt mindestens eine Einlage gemäß Anspruch 32 eingesetzt ist, kann diese vorzugsweise gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 33 bis 38 ausgebildet sein. Eine Spirale bildet auch eine axial und radial dehnbare und komprimierbare Einlage, und wenn sie noch ein Rohr ist, ist sie auch volumenveränderlich.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, daß sich das das Hartmetallteil mit dem Träger fest verbindende Lot in Höhe der Höhlung oder Höhlungen nur in mindestens einem streifenförmigen Bereich des Lötspaltes befindet. Die die Höhlung begrenzenden Wände des Trägers und des Hartmetallteiles und gegebenenfalls der Einlage oder Einlagen können lotfrei oder mit keine Kräfte zwischen dem Hartmetallteil und dem Träger übertragenden dünnen Lötbeschichtungen versehen sein.
Wenn das Verfahren nach Anspruch 42 vorgesehen wird, bleiben meist die an die Höhlung angrenzenden Wandflächen des Hartmetallteiles und des Trägers bzw. gegebenenfalls der Einlage lotfrei, was schon wegen der Loteinsparung günstig ist. Dieses Verfahren kann beispielsweise so durchgeführt werden: Man bringt vor dem Löten nur so wenig Lot in den Lötspalt ein, daß es den oder die vorgesehenen Hohlräume nicht ausfüllen kann und man erhitzt dann den Träger mit dem ein- oder angesetzten Hartmetallteil - gegebenenfalls können auch eine oder mehrere Einlagen in den Lötspalt eingesetzt sein - bis zum Schmelzen des Lotes und das flüssige Lot läuft dann in dem oder den vorbestimmten, die Kapillarwirkung ermöglichenden Schlitzen zwischen dem Hartmetallteil und dem Träger bzw. zwischen der Einlage und dem Träger undyoder dem Hartmetallteil durch die Kapillarwirkung nach oben.
Dabei bleiben dann der oder die betreffenden Bereiche im Lötspalt, in die das flüssige Lot nicht durch Kapillarwirkung gelangen kann, als Höhlungen lotfrei oder es kann hierbei u. U.
je nach Materialpaarung Lot/Träger bzw. Lot/Hartmetallteil bzw. Lot/Einlage auch vorkommen, daß flüssiges Lot im Bereich der Höhlung entlang der Höhlungswand durch Adhäsion unter Benetzung der betreffenden Oberfläche wandert, wobei es jedoch die Höhlung bestehen läßt, da es in deren Bereich dann nur eine sehr dünne Lotbeschichtung der betreffenden Höhlungswandfläche bildet, die keine Kräfte zwischen dem Hartmetallteil und dem Träger übertragen kann und so an der durch die Höhlung gebildeten Schwachstelle im Lötspalt nichts ändert.
Eine weitere in vielen Fällen zweckmäßige Aus- führungsform sieht vor, daß Einlagen in Form von sich mit dem Lot nicht verbindenden Partikeln, wie Xörner oder dergl. vorgesehen sind, deren spezifisches Gewicht kleiner als das des Lotes ist, und daß der Lötspalt eine Engstelle aufweist, die die Partikel beim Löten nicht passieren konnten. Die Partikel können bspw. kleine Kugeln von bspw. 0,5 - 1 mm Durchmesser sein. Die Partikel können bw.
aus Aluminiumoxid oder bei relativ niedrigen Löttemperaturen auch aus mit Aluminiumoxid überzogenem Aluminium bestehen.
Auch andere Partikel kommen olnfrage; die die beim Löten auftretenden Temperaturen aushalten und sich mit dem Lot nicht verbinden, bspw. Keramikpartikel.
Solche Einlagen aus Partikeln eignen sich besonders für Werkzeuge, bei denen ein stift- oder bolzenförmiges Hartmetallteil in ein Sackloch des Werkzeuges eingesetzt wird. Man kann dann bspw. das Sackloch konisch ausbilden, wobei es sich jedoch von seiner Öffnung aus in Richtung auf den Boden zu im Durchmesser vergrößert und der Hartmetallstift kann bspw. kreiszylindrischen Umfang im Bereich dieses Sackloches haben oder sich hier konisch in Richtung auf sein unteres Stirnende zu verjüngen. Es 'entsteht-dann nach Einsetzen des Stiftes ein Lötspalt, der-sich vom Boden des Loches aus zu seinen oberen Rand verjüngt und man füllt in diesen Lötspalt Lotpulver und die die Einlagen bildenden Partikel ein und bringt dann das Werkzeug in einen Löttemperatur aufweisenden Ofen. Das Lot schmilzt dann und die Partikel werden dann in die Schmelze eingebettet, wobei sie im Lötspalt nach oben aufzusteigen versuchen. Am oberen Endbereich des Lötspaltes oder in anderer vorbestimmter öhe ist seine lichte Weite jedoch so gering vorgesehen, daß die Partikel sie nicht passieren können, so daß alle Partikel im Lötspalt innerhalb des Lotes in das Lot eingebettet, jttlo(l mit dem Lot nicht verbunden sind. Die Gefahr von Spannungsrissen im Hartmetallteil wird verringert oder behoben.
Die Erfindung ist bei Werkzeugen mit Hartmetallteilen unterschiedlicher Art anwendbar. Einige bevorzugte Anwendungen sind: Rundschaftmeißel und Flachmeißel mit bolzenförmigen oder stiftförmigen Hartmetallteilen, die in Löcher, vorzugsweise Sacklöcher des Trägers eingesetzt sind. Flachmeißel und Drehmeißel mit plättchenartigem Hartmetallteil.
Bohrkronen von Gesteinsbohrern oder dergl., die ebenfalls eingelötete oder.angelötete stift- oder bolzenförmige oder plättchenförmige Hartmetallteile aufweisen. Fräser. Die Erfindung ist auch bei anderen Werkzeugen anwendbar.
Das Löten kann vorzugsweise in reduzierendem Gas, bspw. unter Wasserstoff, oder im Vakuum erfolgen, wodurch die Beifügung von Flußmittel zum Lot verringert oder Flußmittel ganz weggelassen werden kann.
Ggfs kann das Löten auch in Luftatmosphäre erfolgen.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine ausschnittsweise, teilweise geschnittene Seitenansicht eines Rundschaftmeissels gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 2 den Ausschnitt Z der Fig. 1 in vergrößerter Darstellung, Fig. 3 einen Ausschnitt aus einem Rundschaftmeissel, ähnlich dem nach Fig. 2, welcher gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgebildet ist, Fig. 4 eine ausschnittsweise und teilweise geschnittene Seitenansicht eines Rundschaftmeißels gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 5 den Ausschnitt aus Fig. 4 in vergrößerter Darstellung, Fig. 6 eine ausschnittsweise und teilweise geschnittene Seitenansicht eines Rundschaftmeißels gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 7 einen Ausschnitt aus Fig. 6 in vergrdßerter Darstellung, Fig. 8 je einen längsgeschnittenen Ausschnitt und 9 aus einem Drehmeißel gemäß zwei weiteren Ausführungsbeispielen der Erfindung, Fig. 10 eine ausschnittsweise und teilweise geschnittene Seitenansicht eines Rundschaftmeißels gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 11 einen Ausschnitt aus Fig. 10 in vergrößerter Darstellung, Fig. 12 einen Ausschnitt aus einem Rundschaftmeißel gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 13 einen Schnitt durch Fig. 12 in vergrößerter Darstellung gemäß Schnittlinie 13-13, Fig. 14 einen geschnittenen Ausschnitt aus einem Werkzeug, bei dem es sich um einen Rundschaftmeißel, einen Flachmeißel, eine Bohrkrone oder dergl. handeln kann, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 15 einen geschnittenen Ausschnitt aus einem Drehmeißel während des Lötens, Fig. 16 eine ausschnittsweise Draufsicht auf die Einlage des Lötspaltes des Drehmeißels nach Fig. 15, Fig. 17 einen geschnittenen Ausschnitt aus einem Werkzeug gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Rundschaftmeißel 10 kann bspw. bei Teilschnitt- und Abbaumaschinen zum Abbau von Steinen, Erzen, Mineralien, Kohle und dergl.
eingesetzt werden und weist einen rotationssymmetrischen Schaft 11 auf, der an seinem vorderen Stirnende eine als Sackloch ausgebildete koaxiale Mittelbohrung 12 aufweist, in der als Hartmetallteil 13 eine sogenannte Hartmetallspitze mittels Lot 14 befestigt ist. Bei diesem Lot 14 kann es sich zweckmäßig um ein Hartlot, vorzugsweise um ein silber- und/oder kupferhaltiges Hartlot mit Schmelzpunkten von bspw. 700 -11000 C handeln. Der Schaft 11 ist ein Träger für das Hartmetallteil 13. Das Hartmetallteil 13 ist in dem in der Bohrung 12 befindlichen Bereich von einer Einlage 16 umfaßt0 die aus einer in das Lot 14 eingebetteten, aus einem Band 15 schraubenlinienförmig gewundenen Spirale 16, die also in Art einer Schraubenfeder gewunden ist, besteht. Die Spirale 16 kann vorzugsweise aus Metall, bspw. aus Eisen bestehen. Sie ist infolge ihrer Gestalt axial und radial dehnt und kcmprimierbar.
Der gesamte Lötspalt 41 zwischen dem Hartmetallteil 13 und der Wandung der Bohrung 12 ist mit dem Lot14 und dieser sich ungefähr über die Höhe des zylindrischen Bereiches des Lötspaltes 41 erstreckenden Spirale 16 ausgefüllt.
Das diese Spirale 16 bildende Metallband 15 hat rechteckförmigen Querschnitt, dessen sich in Richtung der Längsmittelachse der Spirale 16 erstreckende Höhe, wie dargestellt, größer als seine Breite und auch größer als der Abstand zwischen benachbarten Gewindegängen der Spirale 16 ist. Vorzugsweise kann die Spirale 16 sich über 30 - 80 %, besonders zweckmäßig über 40 - 75 % der von ihr umfaßten Umfangsfläche des Hartmetallteiles 13 erstrecken. Ggfs. kann das Metallband 15 auch andere Querschnitte aufweisen, bspw. quadratischen oder runden Querschnitt.
Die äußere und die innere Breitseite 17, 18 des Metallbandes 15 weisen solche OberflEchenbeschichtungen auf, daß sie sich beim Löten über die volle Länge des Metallbandes 35 nicht mit dem Lot 14 verbunden haben, also mit ihm nicht verlötet sind und so im Lötspalt vorbestimmte rissartige Unterbrechungen als Schwachstellen im Lötspalt 41 schaffen. Dagegen können die beiden Schmalkanten 9, 20 des Metallbandes 15 bezüglich ihrer Oberflächen so ausgebildet sein, daß sie sich mit dem Lot 14 beim Löten verbinden, also mit dem Lot verlötet sind. Damit sich die beiden Breitseiten 17, 18 des Metallbandes 15, das vorzugsweise aus weichem Metall, bspw. aus Weicheisen, bestehen kann, mit dem Lot 14 beim Löten nicht verbinden, können sie irgendwelche hierfür geeigneten Beschichtungen aufweisen, bspw. dünne keramische Beschichtungen oder dergl. Besonders zweckmäßig ist, wenn diese beiden Breitseiten 17, 18 des Metallbandes 15 durch Alitierung beschichtet sind. Dies sei an einem Beispiel erläutert. Es sei angenommen, daß das Metallband 15 aus Eisen besteht und seine beiden Breitseiten zunächst mit Aluminium beschichtet wurden und es dann einer Temperatur von etwa 7000 c und höher ausgesetzt wurde. Es bildet sich dann durch diese thermische Behandlung aus dem Aluminium und Eisen eine intermetallische Schicht von hoher Hitzebeständigkeit, indem die Aluminiumschicht mit einer begrenzten Menge des anliegendenden Eisens die Verbindung Al3Fe bildet Diese intermetallische Schicht sieht dunkelgrau aus und haftet fest auf dem Eisen, verbindet sich nicht mit dem Lot 14 und hält die Löttemperaturen aus.
Zum Einlöten des Hartmetallteiles 13 in den Schaft 14 kann wie folgt vorgegangen werden: Die die Löttemperaturen aushaltende Spirale 16 wird auf den kreis zylindrischen Umfang der rotationssymmetrischen Hartmetallspitze unter Aufweitung aufgeschoben und hält sich dann von selbst auf diesem Umfang. Dabei berühren sich in diesem Ausführungsbeispiel ihre Windungen nicht, haben also Abstand voneinander, wie es die Fig 1 und 2 zeigen. Dieses Hartmetallteil 13 mit Spirale 16 wird dann zusammen mit der erforderlichen Menge Lot in Pulyerform in die Bohrung 12 eingesetzt und dann wird dieser Meißel 10 auf die für das Löten erforderliche hohe Temperatur erhitzt, so daß das Lotpulver schmilzt und den gesamten Spalt zwischen der Wandung der Bohrung 12 und dem Hartmetallteil 13 ausfüllt, indem das Hartmetallteil 13 mit der Spirale 16 nach unten sinkt. Das Lot 14 gelangt dabei auch in die Bereiche zwischen der inneren Breitseite 18 und der äußeren Breitseite 17 des Metallbandes 15 und das Hartmetallteil 13 bzw. die Wandung der Bohrung 12, so daß die Spirale 16 vollständig in das Lot 14 eingebettet wird. Dieses Lot 14 verbindet sich mit der Wandung der Bohrung 12 und dem Hartmetallteil 13. Es kann sich, wie erwähnt, auch mit den schmalen Seitenkanten 19, 20 des Metallbandes 15 verbinden, nicht jedoch mit seinen Breitseiten 17, 18. Indem es sich nicht mit den Breitseiten 17, 18 verbinctet, werden die Spannungen im Hartmetallteil 13 so'reduziert, daß die Gefahr von Spannungsbrüchen im Hartmetallteil 13 oder ganz behoben wird. Der schraubenlinienforrige Spalt der Spirale 16 bildet einen von einer entsprechenden, die Umfangswand 36 der Bohrung 12 mit dem Um fang 37 des Hartmetallteiles 13 verbindenden Lotbrücke 39 durchdrungenen Durchlaß 35 dieser Einlage 16.
Auch bei den übrigen Ausführungsbeispielen kann das Lot 14 vorzugsweise Hartlot sein, insbesondere Lot auf der Basis von Kupfer und/oder Silber, einschließlich reinem Kupfer oder Silber.
Der in Fig. 3 ausschnittsweise dargestellte Meißel 10 kann dem Rundschaftmeißel nach Fig. 1 und 2 mit folgenden Unterschieden entsprechen: Ein erster Unterschied besteht darin, daß die in der äußeren Form gleich oder ähnlich wie die Spirale 16 nach Fig. 1 und 2 gestaltete, schraubenlinienförmig gewundene Spirale 16', die eine ebenfalls vollständig in das Lot 14 eingebettete Einlage bildet, aus einem Metallband 15' besteht, das zwei Metallschichten 22, 23 aufweist, die zur Bildung einer Schwachstelle im Lötspalt 41 miteinander wesentlich weniger fest verbunden sind als das Lot 14 mit der Einlage 16', dem Hartmetallteil 13 und dem Schaft 11. In diesem Ausführungsbeispiel kann sich die gesamte Oberfläche dieses Metallbandes 15' fest mit dem Lot 14 verbinden, also sowohl die beiden Breitseiten als auch die beiden Schmalseiten des im Querschnitt rechteckförmigen Metallbandes 151. Da auch die beiden Schichten 22, 23 des Metallbandes 15' miteinander verbunden sind, kann beim Löten kein Lot 14 zwischen sie eindringen. Jedoch ist die Verbindung zwischen diesen beiden Schichten 22, 23 weniger fest als die Verbindung dieses Metallbandes 15' mit..dem Lot 14.
Zu diesem Zweck kann das Metallband 15' bspw. dadurch hergestellt sein, indem zwei vorzugsweise ungeführ gleichdicke Metallbänder bspw. aus Stahl oder Eisen mit ihren Breitseiten übereinander gelegt und durch Kaltwalzen miteinander verbunden werden, so daß sie dann die beiden Schichten 22, 23 bilden. Durch Spannungen zwischen dem Hartmetallteil 13 und dem Schaft11 kann es dann vorkommen, daß sich die beiden Schichten 22, 23 des Metallbandes 15' stellenweise voneinander lösen, da sie weniger fest aneinander haften als die Lötstellen und sich so diese Einlage 16' dehnt. Diese weniger feste Verbindung der beiden Schichten 22, 23 miteinander schafft so insbesondere Scherbrüchen ausgesetzte Sollbruchstellen, und durch hierdurch entstehende Brüche der Verbindung der beiden Schichten 22, 23 werden die im Hartmetallteil auftretenden Spannungen und damit die Gefahr von Spannungsrissen in ihm verringert oder letztere Gefahr sogar ggfs. ganz behoben. Obwohl es am einfachsten ist, vorzusehen, daß sich die gesamte Außenoberfläche der Spirale 16' mit dem Lot 14 verbindet, kann in manchen Fällen zur weiteren Verringerung der Spannungen im Hartmetall auch vorgesehen sein, daß die Außenoberfläche der Spirale 16' vollständig oder bereichsweise mit einer sich mit dem Lot 14 nicht verbindenden Beschichtung versehen ist.
Der Rundschaftmeißel 10 nach den Fig. 4 und 5 kann wieder wie der Rundschaftmeißel 10 nach Fig. 1 ausgebildet sein, mit dem Unterschied, daß die eine Einlage im Lötspalt 41 bildende, ebenfalls schraubenlinienförmig gewundene Spirale 16'' auseinem Metallrohr 15'' ungefähr rechteckförmigen Querschnittes gewunden ist, wobei die Windungen dieser Spirale 16'' in diesem Ausführungsbeispiel sich berühren oder nahezu berühren, also keine oder kleinere Abstände voneinander haben als bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 bis 3. Dieses Metallrohr 15'' weist also eine Höhlung in Form eines nahezu rechteckförmigen, nur Luft enthaltenden Hohlraumes 24 auf, der jedoch an den beiden Längsenden abgeschlossen ist, damit beim Löten kein Lot 14 in ihn eindringen kann. Die Oberfläche dieses Rohres 15'' kann so ausgebildet sein, daß sie sich mit dem Lot 14 fest verbindet. Bspw.kann dieses Rohr aus Eisen oder Stahl bestehen. Es kann bspw. dadurch hergestellt sein, indem man ein rundes Rohr in die ungef"-r rechteckförmige Querschnittsgestalt walzt, d^art, daß der Hohlraum des Rohres nur flacher wird, also nicht verschwindet. Die durch diesen Hohlraum 24 des Rohres 15'' bewirkte elastische oder plastische Volumenveränderlichkeit, die durch Kompression und Dehnung des Querschnittes des Rohres 15'' bewirkbar ist, vermindert die auftretenden Spannungen im Hartmetallteil 13 und vermindert so die Gefahr von Spannungsrissen oder behebt sie ganz. Dabei kann noch eine weitere Verringerung dieser Spannungen im Hartmetallteil 13 erreicht werden, wenn man die Außenoberfläche dieses Rohres 15'' vollständig oder stellenweise so ausbildet, daß sie sich mit dem Lot beim Löten nicht verbunden hat, sie also bspw alitiert. Auch diese Einlage 161( schafft mindestens eine Schwachstelle im Lötspalt 41. Auch die axiale und radiale Dehn- und Komprimierbarkeit der Spirale 16'' kann sich auf Verringerung der Spannungen im Hartmetallteil 13 auswirken. Selbst wenn das Rohr 15'' bis zum Verschwinden seines Hohlraumes 24 flachgedrückt wird, bleibt es durch die Möglichkeit seines Dehnens, das dann wieder Komprimieren ermöglicht, dehn- und komprimierbar.
Der Rundschaftmeißel 10 nach den Fig. 6 und 7 kann wieder gleich oder ähnlich wie der nach Fig. 1 ausgebildete sein mit dem Unterschied, daß in das Lot als Einlage ein metallischer Topf 16a eingebettet ist, der sich ungefähr über die-Höhe des Lötspaltes 41 erstreckt und dessen Umfangswandung und Boden gleichmäßig perforiert sind. Die Innen- und Außenoberflächen dieses bspw.
aus Eisen bestehenden Topfes ist bspw. durch Alitierung mit einer sich mit dem Lot 14 nicht verbindenden Beschichtung versehen, die also der der Spirale 16 der Fig. 1 entsprechen kann. Die Wandungen der Löcher dieses Topf es 16a können dagegen unbeschichtet sein und sich so mit dem Lot 14 verbinden, In diesen Topf ist das Hartmetallteil 13 wie dargestellt eingesetzt.
Beim Verlöten, d. h. beim Schmelzen des Lotes dringt das Lot 14 durch die Durchlässe bildenden Löcher 35' des fropEeS und zwischen die gesamte 0'srfläche des Topfes 1 6a und das Hartmetallteil 13 und die Wandung der Bohrung 12 des Schaftes 11 ein und verbindet sich sowohl mit dem Hartmetallstift 13 als auch mit der Wandung der Bohrung j2 und mit den Umfangsflächen der Löcher des Topf es 16a. Infolge der Löcher des Topfes 16a bilden sich zwischen dem Hartmetallteil 13 und der Wandung der Bohrung 12 des Schaftes 11 die Löcher des Topfes durchdringende Brücken 39 aus Lot 14 aus, die in diesem Ausführungsbeispiel kreisrunde Querschnitte haben. Z. B. kann die Gesamtsumme der Querschnitte dieser stegförmigen Brücken 20-80 % der vom Lot 14 bedeckten Oberfläche des Hartmetallteiles 13 betragen. In diesem Ausführungsbeispiel ist ferner der Boden der Bohrung 12 des Schaftes 11 eben. Anstelle des Topf es 16a. kann ggfs.
auch nur eine der Topfumfangswandung entsprechende Hülse vorgesehen sein, die den kreiszylindrischen Bereich des Hartmetallteiles 13 innerhalb der Bohrung 12 umfaßt.
Auch bei der Ausführungsform nach Fig. 6 und 7 wird erheblicher Spannungsabbau im Hartmetall 13 erreicht und dadurch ebenfalls die Gefahr von Spannungsgrissen im Hartmetall verringert oder behoben.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 zeigt einen geschnittenen Ausschnitt aus einem Drehmeißel 10', der aus einem stabförmigen Träger 11' und einem, in eine rechtwinklige Ausnehmung des Trägers 11' eingelöteten Hartmetallplättchen 13' besteht. Es ist in diesem Ausführungsbeispiel in den winkligen, sich über die Breite des Hartmetallteiles 13'erstreckenden Löspalt 41 als lag ein sich über dessen Breite und Länge erstreckender, gleichmäßig perforierter dünnen Blechwinkel 16b eingesetzt, der vollständig in das Lot 14 eingebettet ist. Die Oberfläche dieses Winkels 16b ist ggfs. mit Ausnahme der Wandungen seiner Löcher mit einer Beschichtung bspw. durch Alitierung versehen, die sich mit dem Lot nicht verbindet. Auch diese Einlage 16 b schaft durch ihre sich mit dem Lot 14 nicht verbindende Beschichtung im Lötspalt 41 als Schwachstellen rißartige Unterbrechungen, die die Spannungen im Hartmetallteil 13' verringern und hierdurch die Gefahr von Spannungsrissen im Hartmetallteil 13' verringern oder beheben.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 9, die wieder einen geschnittenen Ausschnitt aus einem Drehmeißel 10' ähnlich dem nach Fig. 8 zeigt, ist die Verringerung der Spannungen im als Hartmetallplättchen ausgebildeten Hartmetallteil 13' dadurch bewirkt, indem die den Lötspalt 41 begrenzenden Oberflächen des aus Stahl od. dgl.
bestehenden Schaftes 11' und des Hartmetallteiles 13' an einer Vielzahl von gleichmäßig oder ungleidoißig verteilten, vorbestimmten Stellen mit sehr dünnen Beschichtungen 40 versehen sind, die so ausgebildet sind, daß sie sich mit dem Lot 14 beim Löten nicht verbunden haben. Diese Beschichtungen 40 können bspw.
streifenförmig sein oder andere Gestaltungen haben und gemäß einem Raster angeordnet sein, wobei sich die Beschichtungen 40 am Hartmetallteil 13' und am Stahl des Schaftes 11' wie dargestellt einander gegegenüberstehen können oder auch zueinander versetzt sein können.
Diese Beschichtungen 40 können auch rund sein, oder sonstige geeignete Gestaltungen und Anordnungen haben. Auch ist es denkbar, diese Beschichtungen 40 nur am Hartmetallteil 13' oder nur am Schaft 11' vorzusehen. Diese Beschichtungen 40 sind so beschaffen, daß sie sich mit dem Lot nicht verbinden, Bspw. können die Beschichtungen 40 aus Siliziumcarbid SiC, aus Aluminiumoxid A12031 aus sonstiger Ot.idJceramiR oder dergleichen bestehen und beispielsweise 20 bis 80 % der Lötspaltwandi'lächen bedecken.
In den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1-8 sind die Einlagen 16,16',16"16a und 16b vollständig in das Lot 14 eingebettet. Es ist jedoch auch denkbar, daß nicht in jedem Fall das Lot vollständig zwischen die Einlage und den Schaft 11,11' bzw0 das Hartmetallteil 13,13' eindringt, falls die Einlage stellenweise sehr dicht an dem Hartmetallstück 13,13' bzw. dem Schaft 11,11' anliegt, so daß dann keine vollständige Einbettung vorliegen kann.
Die Dicke der Lötspalte kann bei allen Ausführungsbeispielen beispielsweise 0,4 bis 1 mm betragen, jedoch gegebenenfalls s au auch gröer oder kleiner sein.
Die Dicken der 2inlagen dgl 16', 16'', 16b können vorzugsweise 0,1 bis 0,5 mm betragen, jedoch gegebenenfalls auch noch größer oder' kleiner sein.
Anstatt im Lötspalt jeweils nur eine Einlage anzuordnen, können auch jeweils mehrere Einlagen in ihm angeordnet seaw. Bspw. könnten im Falle der Ausführungsbeispiele nach den Fig. 1 - 7 anstelle der Spirale 16 bzw. 16' bzw. 16'' jeweils eine Mehrzahl von Ringen das Hartmetallteil 13 vollständig oder im wesentlichen umfassen, bpw. in Ringnuten der Wandung der Bohrung 12 eingesetzt oder unter Vorspannung auf das Hartmetallteil 13 aufgesteckt sind.
Die Substanz des Lotes 14 wird bei allen Ausführungsbeispielen durch die Einlagen 16,16',16'', 16a, 16b und die Beschichtungen 40 nicht beeinflusst, bleibt also unverändert. Es können irgendwelche für das jeweilige Werkzeug geeignete Lote verwendet werden, vorzugsweise Hartlote. Doch sind auch Weichlote anwendbar.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 10 und 11 handelt es sich wieder um einen Rundschaftmeißel 10.
Der Träger 11 kann bspw. aus Stahl bestehen. Die Materialien des Hartmetallteiles 13 und des Trägers 11 sind so, daß das flüssige Lot 14 beim Löten durch Kapillarwirkung entlang dem Gewinderücken 49 eines in die Umfangswandung des Sackloches 12 des Hartmetallteiles 13 eingeschnittenen Gewindes 46 unter Benetzung dieses Gewinderückens 49 und des diesem schraubenlinienförmigen Gewinderücken 49 gegenüberliegenden; ebenfalls entsprechend schraubenlinienförmig verlaufenden Flächenbereiches des kreiszylindrischen Umfanges des Hartmetallteiles 13 aufsteigen kann. Das Hartmetallteil 13 kann bspw.
im wesentlichen aus Metallcarbid, vorzugsweise Wolframcarbid, bestehen.
Das in den Träger 11 eingeschnittene Gewinde 46 weist ein Trapezprofil auf, ist also hier ein Trapezgewinde, so daß der Gewinderücken 49 im Profil eine gerade, zur Längsachse des Hartmetallteiles parallele Linie bildet. Damit schafft dieser schraubenlinienförmig verlaufende Gewinderücken 49 zwischen sich und dem Hartmetallteil 13 einen sehr schmalen schraubenlinienförmig verlaufenden Schlitz 62, in welchem beim Löten des flüssige Lot 14 durch Kapillarwirkung bis zum oberen Ende des Gewindes 46 aufsteigt. Die Gewindeflanken 60 und der Gewindeboden 61 werden durch das beim Löten aufsteigende flüssige Lot 14 nicht benetzt, so daß die eine Vertiefung bildende Nut 44 des Gewindes 46 zusammen mit dem ihr direkt gegenüberliegenden schraubenlinienförmigen Bereich der kreis zylindrischen Umfangs- wandung des Hartmetallteiles 13 eine schraubenlinienförmige, an dem oberen Ende des Lötspaltes 41 offene Höhlung 45 im Lötspalt 41 bildet, die bis nahe zum hier ebenen Boden des Sackloches 2 verläuft. Dieser Boden des Sackloches 12 ist ganz mit Lot 14 bedeckt, dessen Spiegel 63 sich in geringem Abstand über der unteren Stirnseite des Hartmetallteiles 13 befindet, was durch den Lötvorgang bedingt ist, der nachfolgend noch näher beschrieben wird.
Zunächst sei jedoch erwähnt, daß anstelle des dargestellten eingängigen Trapezgewindes 46 auch mehrgängige Trapezgewinde oder auch andere geeignete ein- oder mehrgängige Gewinde vorgesehen sein können, vorzugsweise Sägegewinde oder Flachgewinde (Flachgewinde = Gewinde mit Rechteckprofil), da die Gewinderücken dieser Gewinde im Profil ebenfalls gerade Linien bilden, die parallel zu den Mantellinien der ihr gegenüberliegenden Uinfangswandung des Hartmetallteiles verlaufen, was für die Kapillarwirkung günstig ist. Wenn das Hartmetallteil 13 anstelle einer zylindrischen Umfangswandung eine konisch verlaufende Umfangswandung hat,- ist das Gewinde 46 entsprechend konisch zu schneiden. Ggfs. können auch andere Gewinde, bspw. mit abgerundeten Gewinderücken ( = Rundgewinde) vorgesehen werden.
Wie besonders deutlich aus Fig. ii zu ersehen ist, befindet sich Lot 14 oberhalb des Lotspiegels 63 nur in dem schmalen, schraubenlinienförmigen Schlitz 62 zwischen dem Gewinderücken 49 und dem Nartmetallteil 13 und ist hier mit dem Gewinderücken 49 und dem Hartmetallteil 13 verbunden, so daß die durch die Gewindenut 44 und den ihr gegenüberliegenden schraubenlinienförmigen Umfangswandbereich des Hartmetallteiles 13 im wesentlichen gebildete schraubenlinienförmige Höhlung 45 lotfrei ist. Lot grenzt an diese Höhlung 45 nur an den schmalen Höhlungswandbereichen an, die durch das Lot im Schlitz 62 gebildet sind. Die Weite dieses Schlitzes 62 und damit die Schichtdicke des in ihm.befindlichen Lotes 14 kann vorzugsweise max. 250 Wm, bspw. 50 bis 250 Am betragen.
Das Lot 14 kann vorzugsweise ein Hartlot auf Kupferbasis, Silberbasis oder ein sonstiges Hartlot sein.
In Sonderfällen ist es auch denkbar, Weichlot einzusetzen.
Zum Verlöten des Hartmetallteiles 13 mit dem Träger 11 wird wie folgt vorgegangen: Auf den Boden des Sackloches 12 wird zuerst eine geringe Menge Lotpulver eingebracht und dann das Hartmetallteil 13 in das Sackloch 12 des Trägers 11 eingesetzt.
Dann wird das Werkzeug 10 in einen Ofen eingebracht, in dem die vorgesehene Löttemperatur von bspw. 700 bis 11500C herrscht, so daß das Lot schmilzt und das Hartmetallteil 13 taucht dann in diese Schmelze etwas ein.
Und zwar ist die Menge an Lot so gering, daß der Spiegel 63 dieser Schmelze nur sehr wenig, bspw. nur einige Zehntel Millimeter über die untere Stirnseite des Hartmetallteiles 13 nach oben übersteht.
Das flüssige Lot 14 dieser Schmelze fördert sich jedoch selbst durch die Kapillarwirkung in dem schraubenförmigen Schlitz 62 zwischen dem Gewinderücken 49 des Gewindes 46 und dem Umfang des Hartmetallteiles 13 nach oben bis zum oberen Ende des Gewindes 46. Anschließend wird der Rundschaftmeissel 10 aus dem Ofen genommen und kühlt ab mit der Folge, daß das Lot 14 hart wird und nunmehr das Hartmetallteil 13 mit dem Träger 11 nur an folgenden Stellen verlötet ist: beginnend am oberen Ende des Gewindes entlang dem Gewinderücken 49 bis zum Spiegel 63 der ursprünglichen, erkalteten Lotschmelze und ferner im Bereich dieser ursprünglichen Lotschmelze, die jedoch nur den Boden des Sackloches 12 in geringer Höhe bedeckt.
Durch die Höhlung 45 ist eine schraubenlinienförmige Schwachstelle im Lötspalt 41 geschaffen, die sich im wesentlichen über die Höhe dieses Lötspaltes 41 erstreckt und eine Unterbrechung im.Lötspalt 41 bildet, durch die die Gefahr von Spannungsrissen des Hartmetallteiles 13 erheblich reduziert oder ganz behoben wird, indem sie die Spannungen im Hartmetallteil 13 reduziert, insbesondere die durch unterschiedliche thermische Dehnungen und Schrumpfungen des Hartmetallteiles 13 und des Trägers 31 verursachten Spannungen.
Auch bei der AusfGhrungsform nach den Fig. 2 und 13 ist im Lötspalt 41 des ausschnittsweise dargestellten Rundschaftmeißels 10 keine Einlage vorhanden. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidetsich von dem nach den Fig. 10 und 11 dadurch, daß anstelle des in die Umfangswand des Sackloches 12 des Trägers 11 eingeschnittenen Gewindes in diese Umfangswand eine Vielzahl von zueinander parallelen und zur Längsachse des Sackloches und des Hartmetallteiles achsparallelen Nuten 44' bspw. durch Stoßen oder Gießen eingeformt sind, die alle gleiches Querschnittsprofil aufweisen und zwischen sich trapezähnliche Zähne 47 der Umfangswandung des Sackloches 12 bilden, die gleiche Profile aufweisen und achsparallel.zueinander und zur Längsachse des Bartmetallteiles 13 sind und deren Zahnrücken 49' kreisbogenförmiges Profil aufweisen, wobei-der Krümmungsmittelpunkt dieses Kreisbogenprofiles in die Längsachse des Trägers 11 und damit des Hartmetallteiles 13 fällt.
Das im Lötspalt 41 befindliche Lot 14 bedeckt den Boden des Sackloches J2 in geringer Schichthöhe und ist vom Lotspiegel 63 aus beim Löten durch Kapillarwirkung nur entlang den Rücken 49' der Zähne 47 nach oben in den mit dem Hartmetallteil 13 gebildeten schmalen Schlitzen 62' bis zum oberen Ende des Lötspaltes 41 hochgestiegen, so daß oberhalb der nur den Boden dünn bedeckenden ursprünglichen Schmelze des Lotes das Lot 14 nur mit den Zahnrücken 49' und den diesen Zahnrücken 49' direkt gegenüberliegenden, entsprechend streifenförmigen schmalen Bereichen der kreiszylindrischen Umfangswandung des Hartmetallteiles 13 fest verbunden ist. Auf diese Weise bilden die axialen Nuten 44' zusammen mit den ihnen direkt gegenüberliegenden streifenförmigen Bereichen der Umfangswandung des Hartmetallteiles 13 axial verlaufende, gerade Höhlungen 45 im wesentlichen reckteckförmigen Querschnittes, an die seitlich auch die dünnen Streifen Lot 14, die die Schlitze 62' ausfüllen, angrenzen. Die Dicke dieser Lotstreifen kann wieder zweckmäßig max. ca. 250 Sm, vorzugsweise 50 bis 250 Sm betragen.
Das Einlöten dieses Hartmetallteiles 13 in das Sackloch 12 des Trägers 11 kann wie bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 10 und 11 erfolgen, indem man zuerst in das Sackloch 12 Lotpulver einbringt und dann das Hartmetallteil U3 in das Sackloch 12 einsetzt und den Träger 11 mit Hartmetallteil 13 dann anschließend in einen Ofen bringt, wo das Lot schmilzt und dann auf dem Boden eine dünne Schmelze .bildet, von der aus Lot durch Kapillarwirkung nur in den geraden Schlitzen 62' zwischen den Zahnlücken 49' und den ihnen gegenüberliegenden Bereichen des Hartmetallteiles 13 nach oben aufsteigen kann, wogegen die Nuten 44' so tief sind, daß in ihnen kein Lot urch Kapillarwirkung aufsteigen kann, so daß sie beim Löten leer bleiben und die Höhlungen 45 im wesentlichen bilden.
Fig. 14 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines ausschnittsweise dargestellten Rundschaftmeißels 10, ähnlich nach Fig. 1. Und zwar ist in das Sackloch 12 des Rundschaftmeißels 10 ein bolzenförmiger Hartmetallstift als Hartmetallteil 13 eingesetzt, auf den vor dem Löten eine schraubenlinienförmige gewundene Spirale 16c, vorzugsweise aussweichem Metall, bspw.
Weicheisen, unter schwacher vorspannung sich selbst haltend aufgeschoben wurde. Diese Spirale 16c ist ebenfalls aus Flachband aus Weicheisen oder dergl. gewunden, wobei die Höhe ihres rechteckförmiges Profiles größer als die Breite dieses Profiles. ist1 Die Abstände zwischen benachbarten Gewindegängen dieser Spirale 16c können wiederum vorzugsweise kleiner als die Höhe des Profiles des Flachbandes sein. In diesem Ausführungsbeispiel ist die gesamte Oberfläche der Spirale 16c so ausgebildet, daß sie lötfähig ist, sich also das Lot 14 mit ihr überall da verbinden kann, wohin das Lot 14 beim Löten gelangt. Desgleichen ist die gesamte im Lötspalt 41 befindliche Oberfläche des Hartmetallteiles 13 lötfähig, so daß sich auch an dieser Oberfläche das Lot 14 überall dort verbinden kann, wo es hingelangt. Dasselbe trifft auf die Wandung des Sackloches 12 des Trägers zu.
Das Verlöten des Hartmetallteiles 13 mit dem Träger 11 und der Einlage 16c wurde jedoch so durchgeführt, daß die Einlage 16c eine schraubenlinienförmige, im wesentlichen über die Höhe des Lötspaltes verlaufende Höhlung 45 rechteckähnlichen Querschnittsprofiles freiläßt, die sich von der Umfangswandung 64 des Trägers 11 bis zur Umfangswandung 65 des Hartmetallteiles 13 erstreckt und durch den Zwischenraum zwischen den Gewindegangen der Spirale 16c mit gebildet ist, Die Höhe des Querschnittes dieser Höhlung 45 entspricht dem lichten Abstand zweier benachbarter Gewindegänge der Spirale 16c. Diese Höhlung 45 hat also ungefähr rechteckförmigen Querschnitt und verläuft schraubenlinienförmig gewunden ungefähr über die Höhe des kreiszylindrischen Bereiches des Sackloches 12 des Trägers 11. Dies wird beim Löten wie folgt erreicht: In das Sackloch des Trägers 11 wird wiederum nur eine geringe Menge Lotpulver eingebracht und dann wird der Hartmetallstift 13 mit der Spirale 1 6c in das Sackloch 12 eingesetzt.
Anschließend wird der Träger 11 mit Hartmetallstift 13 in einen Ofen mit ausreichend hoher Temperatur eingebracht,so daß das Lot 14 schmilzt und eine nur am Boden des Sackloches bis etwa einige Zehntel mm über die untere Stirnseite des Hartmetallteiles überstehende Lotschmelze entsteht, von der aus das flüssige Lot 14 nur durch Kapillarwirkung nach oben steigen kann. Diese Kapillarwirkung tritt nur in den beiden schmalen schraubenlinienförmigen Schlitzen 62" auf, die zwischen der Spirale 16c und der Umfangswandung des Sackloches 12 des Trägers 11 und zwischen dem Hartmetallteil 13 und der Spirale 16c bestehen, nicht jedoch in dem viel breiteren, schraubenlinienförmigen Bereich zwischen den Gewindegängen der Spirale 16c. Das Lot 14 verbindet sich also oberhalb des Spiegels 63 der Lotschmelze und damit im wesentlichen über die Höhe des Lötspaltes 41 nur mit den äußeren und inneren Breitseiten der Spirale 16c und den diesen Breitseiten gegenüberliegenden, ihnen in Größe ungefähr entsprechenden Flächenabschnitten der kreiszylindrischen Umfangswände des Hartmetallteiles 13 und des Sackloches 12.
Der restliche schraubenlinienförmige Bereich des Lötspaltes 41 oberhalb zers Spiegels 63 bleibt leer und bildet die Höhlung 45.
Auch bei diesem Rundschaftmeißel 10 wird durch die durch die Einlage 36c mit geschaffene schraubenlinienförmige Höhlung 45, die eine Unterbrechung im Lötspalt 41 bildet, die Fähigkeit des Lotes J4, Kräfte zwischen dem Hartzetallteil und dem Träger zu übertragen, erheblich reduziert, da das Lot 14 die Höhlung 45 leer läßt, so daß ihm hier die Möglichkeit genommen ist, Kräfte zwischen dem Hartmetallteil 13 und dem Träger 11 zu übertragen. Die Spannungen im Hartmetallteil 13 werden:-verringert und die Gefahr von Spannungsrissen in ihm verringert oder behoben.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 15 und 16 handelt es sich um einen während des Lötens dargestellten Drehmeißel 10', ähnlich dem Drehmeißel 10' nach Fig. 8, wobei jedoch die Löcher 66 der winkelförmigen, dünnen Einlage 16d nicht mit Lot ausgefüllt sind. Dies erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel wiederum dadurch, daß beim dargestellten Löten das im Tiegel 67 befindliche flüssige Lot 14 durch Kapillarwirkung nur entlang den beiden Breitseiten der Einlage 16d im Lötspalt 41 aufgestiegen ist und so nicht in die Löcher 66 der vorzugsweise aus weichem Metall, bspw. Weicheisen, bestehenden Einlage 16d gelangen konnte, sondern nur die Breitseite der Einlage 16d und die ihnen gegenüberliegenden Wandbereiche des Hartmetallteiles 13' und des Trägers 11' benetzt. Zu diesem Zweck ist die Weite der Schlitze zwischen der Einlage 16d und den Wänden des Lötspaltes 41 für die Kapillarwirkung ausreichendem Maße klein, bspw. kann diese Weite 50 - 250 µm betragen. Die Wände des. Lötspaltes 41 und die gesamte Oberfläche der Einlage 16d können solche Beschaffenheiten haben, daß sie sich mit dem Lot verbinden, d. h., soweit zu ihnen Lot gelangt.
Beim Löten werden die Teile 11', 13' und 16d bspw.
mittels Draht, einer Zange oder dergl. zusammengehalten, wobei die gewünschten Abstände. der Einlage 16d vom Träger 1 und Hartmetallteil 13 bspw. durch Distanzstücke eingestellt sein können. Der Träger 11' mit dem Hartmetallteil 13' und der Einlage 16d wird dann im Ofen in die flüssige Lotschmelze im Tiegel 67 geringfügig eingetaucht, so daß das flüssige Lot durch Kapillarwirkung in den Schlitzen 62''' entlang den beiden Breitseiten der Einlage 16d ihre Löcher 66 freilassend nach oben wandert. Der Drehmeißel 101 wird dann anschließend aus dem Ofen herausgenommen und das Lot 14 kühlt sich ab. Es sind dann also im Lötspalt über seine Breite sich erstreckende Schwachstellen durch die Höhlungen,45 im Bereich der Löcher 66 der Einlage 16d vorhanden, die Unterbrechungen im Lötspalt 41 bilden und so die Fähigkeit des Lotes, Kräfte zwischen dem Hartmetallteil und dem Träger zu übertragen infolge der Weglassung des Lotes in den Höhlungen 45 reduzieren und so die Gefahr Von Spannungsrissen im Hartmetallteil herabsetzen oder ganz vermeiden lassen.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 17 weist der Träger 11 des wieder einen Rundschaftmeißel 10 darstellenden Werkzeuges eine bikonische Sackbohrung 12 auf, die sich vom oberen Rand aus nach unten zum konischen Boden hin im Durchmesser vergrößert,.und der in sie eingesetzte rotationssymmetrische Hartmetallstift 13 weist einen bikonischen Umfang auf, der sich von oben nach unten im Durchmesser verkleinert. Hierdurch entsteht ein Lötspalt 41, dessen lichte Weite sich umfangsseitig des Hartmetallstiftes 13 von unten nach oben stetig verringert.
Der Lötspalt 41 ist mit Lot ausgefüllt, in das als Einlagen kugelförmige Partikel 16e eingebettet sind.
Diese Partikel 16e haben geringeres spezifisches Gewicht als das Lot 14. Ihre Oberflächen sind so ausgebildet, bspw. aus Aluminiumoxid bestehend, daß sie sich mit dem Lot 14 nicht verbinden. Das Einlöten dieses Hartmetallstiftes 13 in den Träger 11 erfolgt so, daß zuerst in das Sackloch 12 Lotpulver und die Partikal 16e eingefüllt werden. Dann wird der Hartmetallstift 13 eingesetzt und das Werkzeug 10 in einen dietLöttemperatur aufweisenden Ofen eingesetzt.
Das Lot 14 schmilzt dann. Die Schmelztemperatur der Partikel 16e ist höher als die Löttemperatur, so daß diese sich nicht verändern. Sie steigen in der flüssigen Lots&tielze unter Mitwirkung des konischen unteren Stirnendes des Harüttallteiles 13 infolge ihres geringen spezifischen Gewichtes nach oben, wodurch der Hartmetallstift 13 nach unten sinkt, können jedoch aus dem Lötspalt 41 nicht herausgelangen, weil die Durchmesser der Partikel 16e größer als die lichte Weite des Lötspaltes 41 am oberen Ende sind Die Partikel 16e sammeln sich so in dem flüssigen Lot schwimmend im den Umfang des Hartmetallstiftes 13 umfassenden Bereich des L6tspaltes 43, wie dargestellt, fast vom Boden des Lötspaltes 41 bis nahe dessen oberen Ende reichend an. Das Lot 14 reicht bis zum oberen Ende des Lötspaltes 41. Nach dem Löten bilden diese Partikel 16e Schwachstellen im Lötspalt 41, da sie sich mit dem Lot 14 nicht verbunden haben. Sie verringern oder beheben die Gefahr von Spannungsrissen im Hartmetallteil 13. Bevorzugt können sie aus "weicherem" Material als das Lot 14 bestehen.
Die Hartmetallteile 13, 13§ bestehen aus für solche Werkzeuge geeigneten Hartmetallen. Bspw. können sie im wesentlichen aus Metallearbiden, vorzugsweise Wolframcarbiden, bestehen.
Die Einlagen 16, 16', 16 " , 16a - 16e bestehen jeweils aus Materialien-, die die Löttemperaturen aushalten.
Im Lötspalt kann auch auf andere als anhand der Fig. 10-16 erläuterten Weise mindestens eine eine Schwachstelle zur Verringerung oder Behebung der Gefahr von Spannungsrissen im Hartmetallteil bildende Höhlung geschaffen werden. So sieht ein anderes bevorzugtes Verfahren zur Herstellung mindestens einer solchen Höhlung vor, daß vor dem Löten in den Lötspalt mindestens ein Einsatz eingebracht wird, der sich mit dem Lot nicht verbindet, daß dann das Hartmetallteil mit dem Träger durch Löten verbunden wird und daß danach der Einsatz aus dem Lötspalt entfernt wird. Dieses Verfahren läßt sich auf besonders einfache Weise so durchführen, daß der Einsatz eine sich mit dem Lot nicht verbindende Oberflächenbeschaffenheit hat und über das Lot übersteht und nach dem Verlöten des Hartmetallteiles mit dem Träger aus dem Lötspalt ggfs. unter Erwärmung des Werkzeuges herausgenommen wird.
Es ist jedoch auch möglich, dieses Verfahren so durchzuführen, daß der Einsatz aus einem in einem Lösungsmittel lösbaren Material besteht, welches Lösungsmittel das Lot, das Hartmetallteil und den Träger des Werkzeuges während des Auf lösens des Einsatzes nicht oder nicht in störendem Ausmaß angreift und daß der Einsatz vor dem Löten in den Lötspalt eingebracht und nach dem Löten mittels des Lösungsmittels zu seinem Entfernen aus dem Lötspalt aufgelöst wird.
Wenn bei dem einen der vorgenannten Verfahren der Einsatz zur Schaffung des durch ihn zu bildenden Hohlraumes nach dem Löten aus dem Lötspalt herausgezogen wird, läßt sich dies besonders einfach dann durchführen, wenn sich dieser Einsatz von seinem über das Lot überstehenden freien Ende, an dem er zum Herausziehen aus dem Lötspalt ergriffen wird, in von diesem freien Ende wegführender Richtung verjüngt. Er kann vorzugsweise ein gerader Stift kreissegmentförmigen, rechteckförmigen oder sonstigen geeigneten Querschnittes sein. Das Herausziehen eines solchen Einsatzes aus dem Lötspalt kann dadurch erleichtert werden, wenn dieser Stift aus einem Material besteht, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient so unterschiedlich zu dem des Lotes undZoder des Trägers undXoder des Hartmetallteiles ist, daß sich der Einsatz, wenn man das Werkzeug nach dem Löten auf Temperaturen erwärmt, die noch unter dem Schmelzpunkt des Lotes liegen, durch die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten lockert, so daß er leicht aus dem Lötspalt herausgezogen werden kann.
Wenn bei dem anderen der beiden vorgenannten Verfahren der Einsatz nach dem Löten durch ein Lösungsmittel im Lötspalt physikalisch oder chemisch aufgelöst wird,kann bspw.
hierzu vorgesehen sein; daß der Einsatz aus einem slarmorstift, Mormorplättchen oder sonstigen Marmorteil besteht, das einen von dem Lot nicht bedeckten Oberflächenbereich hat. Es kann dann als Lösungsmittel bspw. Salzsäure vorgesehen sein, die den Marmor rasch resistentes Lot auf Edelmetallbasis, bspw. auf Goldbasis sein. Das Hartmetallteil und der Träger werden durch Salzsäure auch nicht angegriffen oder nur so langsam, daß sie während der kurzen Zeitdauer des Auflösens des Marmors durch die Salzsäure noch nicht in störendem Ausmaß angegriffen werden.
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Claims

PatentansDrüche 1Werkzeug, vorzugsweise Meißel, mit mindestens einem verschleißfesten, der Bearbeitung von Werkstücken, Gestein oder dergl. dienenden Hartmetallteil, das mit einem metallischen TrAger durch in mindestens einem Lötspalt befindliches Lot fest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Lötspalt (41) mindestens eine vorbestimmte Schwachstelle geschaffen ist.
2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine vorbestimmte Schwachstelle eine Unterbrechung ist.
3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein vorbestimmter Teilbereich der durch das Hartmetallteil (3;13') und/oder den Trager gebildeten Lötspaltwändemit einer sich mit dem angrenzenden Lot (14) beim Löten nicht verbindenden Oberflächenschicht (40) versehen ist.
4. Werkzeug nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Lötspalt (41) mindestens eine Einlage (16; 16'; 16"; 16a;16b.46e)angeordnet ist, die innerhalb des Lötspaltes mit dem Lot (14) zumindest teilweise nicht verlötet ist.
5. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Lötspalt mindestens eine volumenveränderliche Einlage (1.6") angeordnet ist.
6. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Lötspalt mindestens eine komprimierbare Einlage (16; 16'; 16"; 16c) angeordnet ist.
7. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Lötspalt mindestens eine dehnbare Einlage (16; 16'; 16"; 16c) angeordnet ist.
8. Werkzeug nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlage (16") mindestens einen nach außen gegen Eindringen von Lot (14) abgedichteten Hohlraum (24)aufweist, vorzugsweise ein an seinen Enden abgeschlossenes Flachrohr (16"), eine Hohlplatte oder -schale oder ein hohler Streifen mit mindestens je einem Hohlraum (24) sein kann.
9. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Lötspalt mindestens eine Einlage (16') angeordnet ist, die ein mehrschichtiges Teil (16') ist, das mindestens zwei Schichten (22,23) aufweist, die zur Sollbruchstellenbildung miteinander weniger fest als das Lot mit dem Hartmetallteil und dem Träger verbunden sind.
10. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Lötspalt mindestens eine metallische, mit dem Lot verlötete Einlage (16'; 16"; 16c; 16d) angeordnet ist, die mindestens eine Schgachstelle verursacht.
11. Werkzeug nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht oder nur teilweise mit dem Lot verlötete Einlage (16; 16a;16b;16e) aus Metall besteht, das an dem oder den mit dem Lot nicht verbundenen Bereichen mit sich mit dem Lot beim Löten nicht verbindender Oberflächenschicht bzw. -schichten versehen ist.
12. Werkzeug nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Hartmetallteil (13; 13') und/oder dem Träger (11,o 111) gegenüberliegenden Oberflächenbereiche der betreffenden Einlage (16; 16a, t6b) sich mit dem Lot (14) nicht verbindende Beschaffenheit aufweisen.
13. Werkzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlage aus mit dem Lot nicht verlötbarem Material besteht, vorzugsweise nichtmetallisch ist, bspw. aus Keramik, Graphit oder Asbest besteht.
14. Werkzeug nach einem der Ansprüche 4 - 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlage (16; 16'; 16"; 16a;16b; 16 in das Lot (14) zumindest im wesentlichen eingebettet ist.
15. Werkzeug nach einem der Ansprüche 4 - 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlage(16, 16', 16", 16a;16b; 16e) mindestens einen Durchlaß für eine das Hartmetallteil (13; 13') mit dem Träger (11; 11') verbindende Lotbrücke (39) aufweist und/oder zwischen sich und mindestens einer anderen solchen Einlage freiläßt.
16. Werkzeug nach einem der Ansprüche 2 - 15, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die sich mit dem anvorbestimmten grenzenden Lot beim Löten nicht verbindenden/Oberflächenbereiche der Einlage (16; 16a; 16b) und/oder des Trägers (11') durch Alitierung mit einer intermetallischen Beschichtung versehen sind.
17 Werkzeug nach einem der Ansprüche 4 - 16, dadurch gekennzeichnet, daß die sich zumindest bereichsweise mit dem Lot beim Löten nicht verbindende Oberflächenbeschaffenheit aufweisende Einlage aus einem mit Löchern versehenen, flächigen, sich entlang dem ihm gegenüberliegenden Bereich des Hartmetallteiles erstreckenden Element, vorzugsweise einem Topf (i6a),. einenstreifen (16b), einer E:lse, einer Spirale oder dergl. besteht.
18. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lot (14) ein Hartlot, vorzugsweise ein Hartlot auf Kupferbasis'ist.
19. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Hartmetallteil (13) stift- oder bolzenartig ausgebildet und zur Bildung des Lötspaltes (41) in ein Loch des Trägers, vorzugsweise in ein Sackloch des Trägers eingesetzt ist.
20. Werkzeug nach einem der Ansprüche 4 - 19, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Einlage ein den Umfang des Hartmetallteiles zumindest im wesentlichen umfassender Ring ist.
21. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Lötspalt (41) mindestens eine vorbestimmte Höhlung (24; 45) vorhanden ist, die eine Schwachstelle im Lötspalt bildet.
22. Werkzeug nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhlung (45) an mindestens einer Stelle an im Lötspalt befindliches Lot (14) angrenzt.
23. Werkzeug nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Höhlung (45) im Lötspalt sich ungefähr vom Träger bis zum Hartmetallteil er-streckt.
24. Werkzeug nach einem der Ansprüche 21 - 23, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Höhlung (45) nach außen offen ist.
25. Werkzeug nach einem der Ansprüche 21 - 24, dadurch gekennzeichnet, daß die an die Höhlung (45) angrenzende;Wandfläche des Hartmetallteiles una/oder des Trägers zumindest im wesentlichen lotfrei sind.
26. Werkzeug nach einem der Ansprüche 21 - 25, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einer der Lötspaltwände mindestens eine Vertiefung (44; 44') angeordnet ist, die eine Höhlung im Lötspalt (41) bildet oder mit bildet.
27. Werkzeug nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß nur in der durch den Träger (11) gebildeten Wand des Lötspaltes eine oder mehrere derartige Vertiefungen (44; 44') vorgesehen sind.
28. Werkzeug nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei derartige Vertiefungen (44') parallel zueinander angeordnet sind.
29. Werkzeug nach einem der Ansprüche 4 - 28, dadurch gekennzeichnet, daß sich zumindest eine Höhlung und/oder mindestens eine Einlage über mindestens die Hälfte der Höhe des Lötspaltes (41), vorzugsweise im wesentlichen über die Höhe des Lötspaltes bzw.
des im Lötspalt befindlichen Umfangbereiches des Hartmetallteiles erstreckt, 30 Werkzeug nach einem der Ansprüche 21 - 29, dadurch gekennzeichnet, daß die innere und/oder die äußere Umfangswandung des Lötspaltes mit einem Gewinde (46) versehen ist, dessen Gewindenut (47) zumindest auf einem Teil ihrer Länge die Höhlung (44) oder eine Höhlung des Lötspaltes (41) bildet oder mit bildet und daß der an diese Höhlung angrenzende Gewinderücken (49) mit dem ihm gegenüberliegenden Hartmetallteil (13) bzw. dem Träger verlötet ist.
31. Werkzeug nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewinde (46) ein Trapez-, Säge , Flach-oder Rundgewinde ist
32. Werkzeug nach einem der Ansprüche 21 - 31, dadurch gekennzeichnet, daß im Lötspalt (41) mindestens eine Einlage (16c; 16d) angeordnet ist, die an mindestens eine Höhlung (45) im Lötspalt (41) angrenzt und sowohl mit dem Hartmetallteil als auch mit dem Träger an mindestens zwei vorbestimmten Flächenbereichen mit der ihrem betreffenden Flächenbereich gegenüberliegenden Wandfläche des Hartmetallteiles bzw. des Trägers durch Lot fest verbunden ist.
33. Werkzeug nach einem der Ansprüche 4 - 18 oder 20 - 32 und Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlage eine das Hartmetallteil (13) umfassende Spirale (1Qg 46",0 16"; 1 16c) ist.
34. Werkzeug nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Spirale (16; 16'; 16"; 16c) in Art einer Schraubenfedr gewunden ise-und vorzugsweise aus weichem Metall, z. B. Meicheisen, besteht,
35. Werkzeug nach Anspruch 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Spirale (16;-16'; 16"; 16c) aus Flachband rechteckförmigen Querschnittes besteht, dessen lange Seite sich in Längsrichtung des Hartmetallteiles (13) erstreckt.
36. Werkzeug nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Einlage (16d) ein flächiges, sich entlang dem ihm gegenüberliegenden Bereich des Hartmetallteiles (13) erstreckendes Element, z.B. ein Topf, ein Streifen (16d), eine Hülse oder dergl. ist.
37. Werkzeug nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß das Element mit Durchbrüchen versehen ist.
38. Werkzeug nach einem der Ansprüche 4-10, 14, 15 oder 18 - 37, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Oberfläche der Einlage (16'; 16"; 16c; 16d) aus lötfähigem Metall besteht.
39. Werkzeug nach einem der Anspräche 1 -dadurch gekennzeichnet,.daß es ein Rundschaftmeißel, ein Flachmeissel oder eine Bohrkrone mit stift- oder bolzenförmigem Hartmetallteil ist.
40. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 - 38, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Flach- oder Drehmeißel mit plättchenförmigem Hartmetallteil ist.
41. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Einlagen in Form von sich mit dem Lot nicht verbindenden Partikeln, wie Körnern oder dergl., vorgesehen sind, deren spezifisches Gewicht kleiner als das des Lotes ist, und daß der Lötspalt eine Engstelle aufweist, die die Partikel beim Löten nicht passieren können.
42. Verfahren zur Herstellung eines Werkzeuges nach einem der Ansprüche 21 - 41, dadurch gekennzeichnet, daß zum Löten eine Schmelze aus Lot hergestellt wird, die nur einen unteren Bereich des Lötspaltes ausfüllt und von dort nur durch Kapillarwirkung im Lötspalt aufsteigen kann, daß im Bereich der zu erzeugenden Höhlung oder Höhlungen das Lot infolge zu großen Abstandes der betreffenden Wandbereiche des Lötspaltes voneinander bzw. zu großen Abstandes des betreffenden Bereiches der Wand des Hartmetallteiles bzw. des Trägers von der Einlage nicht durch Kapillarwirkung aufsteigen kann, wogegen das Lot neben der Höhlung mindestens einen so schmalen Zwischenraum zwischen dem Hartmetallteil und dem Träger bzw.

der Einlage unddem Hartmetallteil und dem Träger vorfindet, daß es hier durch Kapillarwirkung unter Benetzung der Wände dieses mindestens einen Zwischenraumes aufsteigen kann und hier mit dem Träger und dem Hartmetallteil bzw. mit dem Träger bzw. mit dem Hartmetallteil und der Einlage beim Abkühlen verlötet.
43. Verfahren zur Herstellung eines Werkzeugs nach einem der Ansprüche 21 bis 41, dadurch gekennzeichnet, daß in den Lötspalt mindestens ein Einsatz eingebracht wird, der sich mit dem Lot nicht verbindet, daß dann das Hartmetallteil mit dem Träger durch Löten verbunden wird und daß danach der Einsatz aus dem Lötspalt entfernt wird.
44. Verfahren nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz eine sich mit dem Lot nicht verbindende Oberflächenbeschaffenheit hat und über das Lot übersteht und nach dem Verlöten des Hartmetallteiles mit dem Träger aus dem Lötspalt ggfs. unter Erwärmung des Werkzeuges herausgenommen wird.
45. Verfahren nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz aus einem in einem Lösungsmittel lösbaren Material besteht, welche Lösungsmittel das Lot, das Hartmetallteil und den Träger des Werkzeuges während des Auflösens des Einsatzes nicht oder nicht in störendem Ausmaß angreift und daß der Einsatz nach dem Löten mittels des Lösungsmittels zu seinem Entfernen aus dem Lötspalt aufgelöst wird.