DE4114270A1 - Bohr- und meisselwerkzeug mit grundkoerper und schneidkoerper - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Bohr- und Meißelwerkzeug mit einem Grundkörper aus Stahl und einem Schneidkörper aus Hartmetall in einer den Grundkörper diametral durchsetzenden und zum bearbeitungsseitigen Ende hin offenen Ausnehmung des Grundkörpers, wobei zur Halterung des Schneidkörpers zwi­ schen letzterem und Ausnehmungswandung eine Lotnaht vorge­ sehen ist, die sich aus parallel zur seitlichen Ausnehmungswandung verlaufenden Seitennähten und einer senkrecht zur Hauptachse verlaufenden Grundnaht zusammen­ setzt.

Bohr- und Meißelwerkzeuge der genannten Art sind seit vielen Jahren verbreitet und haben sich dementsprechend im Einsatz auch bewährt. Aufgrund der äußerst unterschied­ lichen Materialeigenschaften zwischen dem als Grundkörper verwendeten Stahl und dem als Schneidkörper verwendeten Hartmetall entstehen allerdings Probleme, welche zum einen bei der Fertigung und zum anderen beim Einsatz der Werkzeuge auftreten.

Zu den bei der Fertigung auftretenden Problemen zählen ins­ besondere die Wärmespannungen, welche durch die unter­ schiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der beim Grund­ körper und beim Schneidkörper Anwendung findenden Materia­ lien hervorgerufen werden. Um diesem Problem entgegenzutre­ ten, wird beispielsweise entsprechend DE-OS 34 26 977 vor­ geschlagen, den Schneidkörper nicht bis zum Grund der Ausnehmung zu führen, so daß zwischen dem Grund der Ausnehmung und der dem bearbeitungsseitigen Ende abgewandten Stirnseite des Schneidkörpers ein Zwischenraum besteht.

Mit dieser bekannten Lösung können die im Einsatz der Werk­ zeuge entstehenden wesentlich einschneidenderen Probleme jedoch nicht gelöst werden. Diese im Einsatz entstehenden Probleme haben ihren Ursprung in der die Werkzeuge durch­ laufenden Stoßwelle, welche am bearbeitungsseitigen Ende des Werkzeuges eine Druckwelle und eine reflektierende Zug­ welle erzeugt. Dadurch unterliegt das bearbeitungsseitige Ende des Werkzeuges einer starken Wechselbeanspruchung, von welcher insbesondere die der Verbindung zwischen Grundkörper und Schneidkörper dienende Lotnaht betroffen ist. Im ein­ zelnen entstehen am Grund der Ausnehmung, d. h. im Bereich der Grundnaht die höchsten Beanspruchungen. Diese Beanspru­ chungen der Grundnaht, welche die Beanspruchungen der Sei­ tennähte wesentlich übertreffen, führen einerseits zu einer Beschädigung der Grundnaht und andererseits zu Materialbrü­ chen in dem der Ausnehmung benachbarten Bereich des Grund­ körpers und im Schneidkörper.

Es liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Bohr- und Meißelwerkzeug zu schaffen, bei dem im Einsatz sowohl Be­ schädigungen der Lotnaht als auch Beschädigungen des Werk­ zeuges selbst, d. h. im Grundköper und im Schneidkörper ver­ mieden werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Grundnaht zwischen dem Grund der Ausnehmung und dem Schneid­ körper des Werkzeuges und die Seitennähte eine zu einer gleichmäßigen Verteilung der Wechselbeanspruchungen führende Ausbildung aufweisen.

Die erfindungsgemäße, hohe Wechselbeanspruchungen aufnehm­ bare Grundnaht wirkt sich nach Art einer Pufferzone zwischen Schneidkörper und Grund der Ausnehmung im Grundkörper aus. Die von den Zug- und Druckwellen erzeugten Beanspruchungen können damit gleichmäßig auf die Grundnaht und die Seiten­ nähte verteilt werden, so daß auf die Lotnaht, den Schneidkörper oder den Grundkörper einwirkende Oberbean­ spruchungen unterbleiben. Die Folge davon ist eine Vermei­ dung von Beschädigungen sowohl des Schneidkörpers als auch des Grundkörpers, wie auch der Grundnaht selbst, so daß dadurch die Lebensdauer der erfindungsgemäß ausgebildeten Werkzeuge wesentlich erhöht wird.

Um solche Wechselbeanspruchungen verteilen zu können, weist vorzugsweise die Grundnaht einen Elastizitätsmodul auf, der kleiner ist als der Elastizitätsmodul der Seitennähte. Da­ durch wirkt die Grundnaht elastischer als die Seitennähte, deren Elastizitätsmodul beidseits des Schneidkörpers gleich groß gehalten werden kann. Das Verhältnis der jeweiligen Elastizitätsmodule wird bevorzugt derart gewählt, daß der Elastizitätsmodul der Grundnaht das 0,15 bis 0,8-fache des Elastizitätsmoduls der Seitennähte beträgt.

Eine weitere Möglichkeit der Schaffung einer sich zur Auf­ nahme von Wechselbeanspruchungen eignenden Grundnaht kann zweckmäßigerweise darin bestehen, daß die Dicke der Grundnaht größer ist als die Dicke der Seitennähte. Die damit größere Anhäufung an Lotmaterial im Bereich des Grundes der Ausnehmung führt wiederum zu einer pufferartigen Wirkungsweise, so daß die Spannungen in der Grundnaht und den Seitennähten gleichmäßig verteilt werden. In bevor­ zugter Weise wird die Dickenabstimmung derart gewählt, daß die Dicke der Grundnaht das 1,5 bis 3-fache der Dicke der Seitennähte beträgt.

Zur Erzielung der vorgenannten pufferartigen Wirkungsweise besteht die Möglichkeit, sowohl auf die Elastizitätsmodul­ wahl oder die Dickenwahl einzeln zurückzugreifen als auch diese beiden Maßnahmen in geeigneter Weise miteinander zu kombinieren. Während sich für die Seitennähte ein Elastizi­ tätsmodul von etwa 120 GPa bewährt hat, liegt die bevorzugte Dicke der Seitennähte etwa bei 0,2 mm.

Um insbesondere den Schneidkörper vor dem Lötvorgang inner­ halb der Ausnehmung des Grundkörpers richtig plazieren zu können, umgreift gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfin­ dung zumindest die Grundnaht ein zwischen Schneidkörper und Ausnehmung vorgesehenes Einlageblech, wobei das Einlageblech auch so gestaltet sein kann, daß es von den Seitennähten umgeben wird. Nebst der Sicherstellung der Plazierung des Schneidkörpers unterteilt ein solches Einlageblech den Zwi­ schenraum zwischen Ausnehmungswandung und Schneidkörper, so daß einzelne kleinere Spalte entstehen, welche sich vor­ teilhaft auf den für den Lötvorgang maßgebenden Kapillar­ effekt auswirken. Darüber hinaus wirkt ein Einlageblech als Diffusionssperre, so daß beim Lötvorgang kein Eisen vom Grundkörper zum Hartmetall des Schneidkörpers diffundieren kann und so eine Schädigung des Schneidkörpers durch rein chemische Einflüsse unterbunden wird.

In bezug auf die Halterung und richtige Plazierung des Schneidkörpers innerhalb der Ausnehmung sowie zur Sicher­ stellung der für den Kapillareffekt maßgebenden Spaltbil­ dung weist das Einlageblech zweckmäßigerweise sich sowohl am Schneidkörper als auch an der Ausnehmungswandung abstüt­ zende Sicken auf. Solche Sicken sind bevorzugt wechselseitig am Einlageblech angeordnet, so daß ein Abstützen sowohl am Schneidkörper als auch an der Ausnehmungswandung unter aus - reichender Spaltbildung sichergestellt ist.

Die Erfindung soll nunmehr anhand einer sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 das bearbeitungsseitige Ende eines Werkzeuges;

Fig. 2 die Ansicht des Werkzeuges gemäß Fig. 1 in Pfeilrichtung A.

Das aus Fig. 1 ersichtliche bearbeitungsseitige Ende eines Bohr- und Meißelwerkzeuges weist einen Grundkörper 1 und einen Schneidkörper 2 auf. Zur Aufnahme des Schneidkörpers 2 weist der Grundkörper 1 eine Ausnehmung 3 auf. Zwischen der Ausnehmung 3 und dem Schneidkörper 2 befindet sich eine Lotnaht 4, welche sich aus Seitennähten 4a und einer Grund­ naht 4b zusammensetzt. Sowohl die Seitennähte 4a als auch die Grundnaht 4b umschließen im dargestellten Beispiel ein Einlageblech 5. Das Einlageblech 5 stützt sich über Sicken 5a sowohl am Schneidkörper 2 als auch an der Ausnehmungswandung 3a ab. Wie die Fig. 1 insbesondere zeigt, sind die Sicken 5a wechselseitig angeordnet.

Die Fig. 1 zeigt ferner, wie die Grundnaht 4b gegenüber den Seitennähten 4a eine größere Dicke aufweist. Separat oder in Kombination zu dieser Dickenausgestaltung kann die Grundnaht 4b gegenüber den Seitennähten 4a einen kleineren Elastizitätsmodul aufweisen.

Die Ansicht entsprechend Pfeilrichtung A in Fig. 2 verdeut­ licht, wie die Ausnehmung 3 den Grundkörper 1 diametral durchsetzt. Darüber hinaus ist dieser Figur der Schneidkör­ per 2 mit den Seitennähten 4a zu entnehmen, wobei die Sei­ tennähte 4a und - nur aus Fig. 1 ersichtlich - die Grundnaht 4b der Lotnaht 4 das Einlageblech 5 umgeben.

Claims (8)

1. Bohr- und Meißelwerkzeug mit einem Grundkörper (1) aus Stahl und einem Schneidkörper (2) aus Hartmetall in einer den Grundkörper (1) diametral durchsetzenden und zum bearbeitungsseitigen Ende hin offenen Ausnehmung (3) des Grundkörpers (1), wobei zur Halterung des Schneidkörpers (2) zwischen letzterem und Ausnehmungs­ wandung (3a) eine Lotnaht (4) vorgesehen ist, die sich aus parallel zur seitlichen Ausnehmungswandung verlau­ fenden Seitennähten (4a) und einer senkrecht zur Haupt­ achse verlaufenden Grundnaht (4b) zusammensetzt, da­ durch gekennzeichnet, daß die Grundnaht (4b) und die Seitennähte (4a) eine zu einer gleichmäßigen Ver­ teilung der Wechselbeanspruchungen führende Ausbildung aufweisen.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundnaht (4b) einen gegenüber den Seitennähten (4a) kleineren Elastizitätsmodul aufweist.

3. Werkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Elastizitätsmodul der Grundnaht (4b) das 0,15 bis 0,8-fache des Elastizitätsmoduls der Seitennähte (4a) beträgt.

4. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Dicke der Grundnaht (4b) größer ist als die Dicke der Seitennähte (4a).

5. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Grundnaht (4b) das 1,5 bis 3-fache der Dicke der Seitennähte (4a) beträgt.

6. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zumindest die Grundnaht (4b) ein zwischen Schneidkörper (2) und Ausnehmung (3) angeord­ netes Einlageblech umgibt.

7. Werkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitennähte (4a) ein zwischen Schneidkörper (2) und Ausnehmung (3) angeordnetes Einlageblech (5) umgeben.

8. Werkzeug nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich­ net, daß das Einlageblech (5) sich am Schneidkörper (2) und an der Ausnehmungswandung (3) abstützende Sicken (5a) aufweist.