DE4114270C2 - Bohr- und Meisselwerkzeug mit Grundkörper und Schneidkörper - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Bohr- und Meißelwerkzeug mit einem Grundkörper aus Stahl und einem Schneid­ körper aus Hartmetall in einer den Grundkörper diame­ tral durchsetzenden und zum bearbeitungsseitigen Ende hin offenen Ausnehmung des Grundkörpers, wobei zur Halterung des Schneidkörpers zwischen letzterem und Ausnehmungswandung eine Lotnaht vorgesehen ist, die sich aus parallel zur seitlichen Ausnehmungswandung verlaufenden Seitennähten und einer senkrecht zur Hauptachse verlaufenden Grundnaht zusammensetzt.

Bohr- und Meißelwerkzeuge der genannten Art sind seit vielen Jahren verbreitet und haben sich dement­ sprechend im Einsatz auch bewährt. Aufgrund der äu­ ßerst unterschiedlichen Materialeigenschaften zwischen dem als Grundkörper verwendeten Stahl und dem als Schneidkörper verwendeten Hartmetall entstehen al­ lerdings Probleme, welche zum einen bei der Fertigung und zum anderen beim Einsatz der Werkzeuge auftre­ ten.

Zu den bei der Fertigung auftretenden Problemen zählen insbesondere die Wärmespannungen, welche durch die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffi­ zienten der beim Grundkörper und beim Schneidkörper Anwendung findenden Materialien hervorgerufen wer­ den. Um diesem Problem entgegenzutreten, wird bei­ spielsweise entsprechend DE-OS 34 26 977 vorgeschla­ gen, den Schneidkörper nicht bis zum Grund der Aus­ nehmung zu führen, so daß zwischen dem Grund der Ausnehmung und der dem bearbeitungsseitigen Ende abgewandten Stirnseite des Schneidkörpers ein Zwi­ schenraum besteht.

Mit dieser bekannten Lösung können die im Einsatz der Werkzeuge entstehenden wesentlich einschneiden­ deren Probleme jedoch nicht gelöst werden. Diese im Einsatz entstehenden Probleme haben ihren Ursprung in der die Werkzeuge durchlaufenden Stoßwelle, welche am bearbeitungsseitigen Ende des Werkzeuges eine Druckwelle und eine reflektierende Zugwelle erzeugt. Dadurch unterliegt das bearbeitungsseitige Ende des Werkzeuges einer starken Wechselbeanspruchung, von welcher insbesondere die der Verbindung zwischen Grundkörper und Schneidkörper dienende Lotnaht be­ troffen ist. Im einzelnen entstehen am Grund der Aus­ nehmung, d. h. im Bereich der Grundnaht die höchsten Beanspruchungen. Diese Beanspruchungen der Grund­ naht, welche die Beanspruchungen der Seitennähte we­ sentlich übertreffen, führen einerseits zu einer Beschädi­ gung der Grundnaht und andererseits zu Materialbrü­ chen in dem der Ausnehmung benachbarten Bereich des Grundkörpers und im Schneidkörper.

Aus der den nächsten Stand der Technik bildenden DE-PS-630 138 ist ein Bohr- und Mei­ sselwerkzeug bekannt, das einen Grundkörper aus Stahl und einen Schneidkörper aus Hartmetall aufweist. Der Schneidkörper ist in einer den Grundkörper diametral durchsetzen­ den und zum bearbeitungsseitigen Ende hin offenen Ausnehmung des Grundkörpers gehal­ tert. Zur Halterung des Schneidkörpers dient eine Lotnaht, die sich aus parallel zur seitlichen Ausnehmungswandung verlaufenden Seitennähten und einer senkrecht zur Hauptachse verlaufenden Grundnaht zusammensetzt. Die Grundnaht weist eine grössere Dicke auf als die Seitennähte. Die grössere Anhäufung von Lotmaterial im Bereich des Grundes der Aus­ nehmung führt zu einer pufferartigen Wirkung, so dass die Spannungen in der Grundnaht und den Seitennähten gleichmässiger verteilt werden. Während es im Einsatz dieses be­ kannten Werkzeugs im allgemeinen zu einer besseren und gleichmässigeren Verteilung der Wechselbeanspruchungen kommt, besteht doch einiges Verbesserungspotential. Die grö­ ssere Dicke der Lotnaht im Bereich des Grundes der Ausnehmung kann beim Lötvorgang zu einer ungleichmässigen Verfüllung des Lötspalts führen, die in einer ungleichmässigen Hal­ terung des Schneidkörpers resultieren kann. Insbesondere kommt es wegen der grösseren Dicke des Grundlots beim Lötvorgang zu einer längeren und grösseren Temperaturbean­ spruchung des Grundkörpers und des Schneidkörpers aus Hartmetall. Dabei besteht die Gefahr, dass Eisen vom Grundkörper zum Hartmetall des Schneidkörpers diffundiert. Dies kann zu einer Schädigung des Schneidkörpers durch rein chemische Einflüsse führen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, diesen Nachteilen der Werkzeuge des Stands der Technik abzuhelfen. Dabei soll die gleichmässige Verteilung der im Einsatz auf­ tretenden Wechselbeanspruchungen erhalten bleiben.

Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Grundnaht ein zwischen dem Schneidkörper und dem Grund der Ausnehmung angeordnetes Einlageblech umgibt.

Nebst der Sicherstellung der Plazierung des Schneidkörpers unterteilt ein solches Einlage­ blech den Zwischenraum zwischen Ausnehmungswandung und Schneidkörper, so dass ein­ zelne kleinere Spalten entstehen, welche sich vorteilhaft auf den für den Lötvorgang mass­ gebenden Kapillareffekt auswirken. Darüber hinaus wirkt ein Einlageblech als Diffusionssper­ re, so dass beim Lötvorgang kein Eisen vom Grundkörper zum Hartmetall des Schneidkör­ pers diffundieren kann und so eine Schädigung des Schneidkörpers durch rein chemische Einflüsse unterbunden wird. Das Einlageblech kann auch so gestaltet sein, dass es von den Seitennähten umgeben wird.

In Bezug auf die Halterung und richtige Plazierung des Schneidkörpers innerhalb der Aus­ nehmung sowie zur Sicherstellung der für den Kapillareffekt massgebenden Spaltbildung weist das Einlageblech zweckmässigerweise sich sowohl am Schneidkörper als auch an der Ausnehmungswandung abstützende Sicken auf. Solche Sicken sind bevorzugt wechselseitig am Einlageblech angeordnet, so dass ein Abstützen sowohl am Schneidkörper als auch an der Ausnehmungswandung unter ausreichender Spaltbildung sichergestellt ist.

Um die im Einsatz des Werkzeugs auftretenden Wechselbeanspruchungen verteilen zu kön­ nen, weist vorzugsweise die Grundnaht einen Elastizitätsmodul auf, der kleiner ist als der Elastizitätsmodul der Seitennähte. Dadurch wirkt die Grundnaht elastischer als die Seiten­ nähte, 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 Sei­ tennähte beträgt.

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

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

Fig. 1 das bearbeitungsseitige Ende eines Werkzeu­ ges;

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 Grund­ körper 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, wel­ che sich aus Seitennähten 4a und einer Grundnaht 4b zusammensetzt. Sowohl die Seitennähte 4a als auch die Grundnaht 4b umschließen im dargestellten Beispiel ein Einlageblech 5. Das Einlageblech 5 stützt sich über Sic­ ken 5a sowohl am Schneidkörper 2 als auch an der Ausnehmungswandung 3a ab. Wie die Fig. 1 insbeson­ dere zeigt, sind die Sicken 5a wechselseitig angeordnet.

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

Die Ansicht entsprechend Pfeilrichtung A in Fig. 2 verdeutlicht, wie die Ausnehmung 3 den Grundkörper 1 diametral durchsetzt. Darüber hinaus ist dieser Figur der Schneidkörper 2 mit den Seitennähten 4a zu entneh­ men, wobei die Seitennähte 4a und - nur aus Fig. 1 ersichtlich - die Grundnaht 4b der Lotnaht 4 das Einla­ geblech 5 umgeben.

Claims (5)

1. Bohr- und Meisselwerkzeug mit einem Grundkörper (1) aus Stahl und einem Schneidkör­ per (2) aus Hartmetall in einer den Grundkörper (1) diametral durchsetzenden und zum bearbeitungsseitigen Ende hin offenen Ausnehmung (3) des Grundkörpers (1), wobei der Schneidkörper (2) durch eine Lotnaht in der Ausnehmung (3) gehaltert ist, die sich aus parallel zur seitlichen Ausnehmungswandung verlaufenden Seitennähten (4a) zusam­ mensetzt, die eine grössere Dicke aufweist als die Seitennähte (4a), dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Grundnaht ein zwischen dem Schneidkörper (2) und dem Grund der Ausnehmung (3) angeordnetes Einlageblech umgibt.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitennähte (4a) ein zwi­ schen Schneidkörper (2) und Ausnehmung (3) angeordnetes Einlageblech (5) umgeben.

3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlageblech (5) sich am Schneidkörper (2) und an der Ausnehmungswandung (3) abstützende Sicken (5a) aufweist.

4. Werkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundnaht (4b) einen gegenüber den Seitennähten (4a) kleineren Elastizitätsmodul aufweist.

5. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Elastizitätsmodul der Grundnaht (4b) das 0,15 bis 0,8-fache des Elastizitätsmoduls der Seitennähte (4a) be­ trägt.