DE4300446A1 - Werkzeug, insbesondere Schraubendrehereinsatz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug mit strukturierten, durch Anlage an einem Werkstück drehmomentübertragenden Arbeitsflächen, insbesondere einen Schraubendreherein­ satz.

Es ist bei Schraubendrehern bekannt, die Arbeitsflächen des Schraubendrehers mit einer Schleifmittelbeschichtung zu versehen, welche insbesondere Diamantstaub enthält (DE-Gm 85 19 877). Bei Schraubendrehereinsätzen (Bits) ist zudem bekannt, zusätzlich zu der Grundstruktur der Rippen Feinstrukturen vorzusehen, die ebenfalls das Risiko vermindern sollen, daß die Arbeitsflächen bei Übertragung größerer Drehmomente aus dem formschlüssigen Eingriff zur Vertiefung der Schraube oder dergleichen austritt. Alle diese Lösungen zur Erzielung einer ent­ sprechend und optimal strukturierten Arbeitsfläche sind relativ aufwendig; sie bedürfen vor allem in nahezu allen Fällen einer gesonderten Nachbearbeitung des schon weitgehendst fertigen und gehärteten Arbeitsendes des Werkzeuges, z. B. des Schraubendrehers.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, unter Vermei­ dung dieser Nachteile ein hinsichtlich der Arbeitsflä­ chenstruktur optimal an den Einsatzzweck angepaßtes gattungsgemäßes Werkzeug zu schaffen.

Dies ist erreicht durch die im Hauptanspruch angegebene Erfindung. Der Unteranspruch stellt eine vorteilhafte Weiterbildung dar.

Zufolge dieser Ausgestaltung ist erreicht, daß die ange­ strebte Feinstruktur der Arbeitsfläche als eine aus der Korngröße des verwendeten Pulvermetalles resultierende Rauhigkeit auftritt. Ein nachfolgender Arbeitsgang zur Erzielung einer entsprechenden Rauhigkeit, z. B. eine entsprechende Diamantbeschichtung oder dergleichen, kann entfallen. Es wurde nicht nur gefunden, daß die Festig­ keits- und Torsionseigenschaften entsprechender gesinter­ ter Pulvermetalle einschlägiger Korngröße vollauf den übrigen Ansprüchen gerecht wird, die an solche drehmo­ mentübertragenden Werkzeuge gestellt werden, sondern daß die gerade bei Schraubendrehereinsätzen auftretenden, meist sechseckigen Schaftabschnitte zum Einspannen sol­ cher Schraubendrehereinsätze im Spannfutter ohne Nach­ teil auch in dieser Rauhigkeitsstruktur erstellt sein können. Es ergibt sich vielmehr gerade bei Schraubendre­ her-Bits bei bestimmten Spannfuttern, z. B. solchen mit Magnethalterung oder mit quergerichteten Spannkugeln, ein weiterer Vorteil hinsichtlich des verbesserten Haft­ sitzes des Schraubendreher-Bits in dem Futter. Wählt man gemäß der Erfindung für das zu sinternde Pulvermetall die Korngröße von 10 bis 20 µ, so erreicht man - wie gefunden wurde - Verbundsitz-Verhältnisse des Arbeitsen­ des in der Schraube, die denjenigen einer optimalen Diamantbeschichtung entsprechen, mit nur teilweiser Einbettung der Diamantsplitter in einer Einfassungs­ schicht, z. B. entsprechend DE-A1-41 21 839.6. Es wurde gefunden, daß man die Rauhigkeit der Arbeitsflächen- Struktur - alles in den angegebenen und mit einer Schleifmittelbeschichtung gleichen Rauhigkeitswerten (RMS) - auch aus der Rauhigkeit der Formwand des Sinter­ werkzeuges erzeugen kann, gegebenenfalls in Abstimmung mit der Korngröße des Pulvermetalles.

Der Gegenstand der Erfindung ist auf der Zeichnung bei­ spielsweise dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Frontansicht gegen die Spitze eines Schraubendrehereinsatzes,

Fig. 2 eine Ansicht desselben,

Fig. 3 eine Ansicht gegen das sechseckige Schaftende zur Befestigung des Schraubendrehereinsatzes in einem Spannfutter und

Fig. 4 eine vergrößerte Teildarstellung auf den vor­ dersten Abschnitt der Arbeitsflächen in über­ trieben dargestellter Wiedergabe der aus der Körnerstruktur des gesinterten Pulvermetalles resultierenden Rauhigkeit der dortigen Oberflä­ chen.

Der Bit besteht aus dem sechskantigen Schaftabschnitt 1, dem (im allgemeinen tordierbar gestalteten) Abschnitt 2 und dem vorderen Arbeitsende 3. Dieses Arbeitsende 3 weist die einzelnen Rippen 4 auf. Zwischen denen befin­ den sich die nutenartigen Rinnen 5. Die Seitenflanken und der Grund der Rinnen 5 und die Stirnflächen der Rippen 4 bilden insgesamt die Arbeitsflächen des Schrau­ bendrehereinsatzes.

Der gesamte Schraubendrehereinsatz ist als Formteil gestaltet, und zwar aus gesintertem Pulvermetall. Die Korngröße des Pulvermetalles liegt etwa zwischen 10 bis 20 µ. Das ergibt eine Rauhigkeitsstruktur an der Oberflä­ che. Diese führt insbesondere im Bereich der an der Spitze 3 vorgesehenen Arbeitsflächen zu einer solchen Rauhigkeit, daß ein erheblicher Verbundeingriff zwischen Vertiefung der Schraube oder dergleichen und diesen Arbeitsflächen auftritt, dies insbesondere, wenn die ersten Drehmomente aufgewendet wurden, z. B. um eine Schraube einzuziehen. Die Rauhigkeit ist sogar so, daß bei steigendem Drehmoment - meist bedingt durch das steigende Widerstandsmoment der sich immer fester ziehen­ den Schraube, die Körnerspitzes sich - allerdings beschä­ digungsfrei - in das Material des Werkstückes, meist Schraube, eingraben.

Die Fertigung des Werkzeuges, insbesondere eines Schrau­ bendrehereinsatzes, kann auch nach einem Verfahren erfol­ gen, wie es in der Patentschrift 39 07 022 beschrieben ist.

Es kann ein Metallpulver-Spritzgußverfahren verwendet werden, welches sich zur pulvermetallurgischen Herstel­ lung von Kleinteilen bewährt hat. Ein solches Verfahren leitet sich aus dem bekannten Kunststoffspritzen ab, wobei dem Kunststoff 50 bis 70 Volumenprozent Metallpul­ ver zugemischt werden. Die dabei entstehende fließfähige Masse wird zu sogenannten Grünlingen verpreßt. Vor dem Spritzgießprozeß werden Metallpulver und Binder, der eine Kunststoff-Komponente aufweist, in einem bestimmten Volumenverhältnis, von z. B. 70 zu 30 bei reduziertem Inertgasdruck und ca. 150 bis 180°C miteinander ver­ mischt. Die Masse kann bei einer Temperatur von 150 bis 200°C in der Spritzgießmaschine verspritzt werden. Die Binderentfernung kann in zwei Stufen geschehen. Zunächst können die Grünlinge in ein Lösungsmittel getaucht wer­ den, wobei ein Teil des Binders so entfernt wird, daß eine schwammartige offene Porosität entsteht, welche das ganze Bauteil durchzieht. In einem Sinterofen findet der zweite Teil der Entbindung statt. Im Ofen kann ein erhöh­ ter Druck aus einem Gemisch von Argon und Wasserstoff herrschen und eine Temperatur von 800°C, so daß die Pulverteilchen miteinander versintert werden. Nach einer gewissen Zeit kann die Temperatur auf die Sintertempera­ tur von rund 1200°C erhöht werden, wobei auch der Ofen evakuiert werden kann. Die anfänglich offene Porosität wird bei Druckbeaufschlagung vollständig geschlossen. Der Druck im Ofen kann dann auf 100 bar erhöht werden. Durch diese Maßnahme findet eine Verdichtung des Werk­ stoffes statt.

Die in der vorstehenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung von Bedeutung sein. Alle offenbarten Merkmale sind erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Priori­ tätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhalt­ lich mit einbezogen.

Claims (3)

1. Werkzeug mit strukturierten, durch Anlage an einem Werkstück drehmomentübertragenden Arbeitsflächen, insbe­ sondere Schraubendrehereinsatz, dadurch gekennzeichnet, daß es als pulvermetallgesintertes Formteil gestaltet ist, derart, daß die aus der Korngröße des Metallpulvers resultierende Rauhigkeit die zur Drehmomentübertragung optimal strukturierte Arbeitsfläche bildet.

2. Schraubendreher-Bit nach Anspruch 1 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß er als Formteil aus gesintertem Pulvermetall der Korngröße 10 bis 20 µ ge­ staltet ist.

3. Schraubendreher-Bit nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, da­ durch gekennzeichnet, daß die Rauhigkeit der Arbeitsflä­ chen-Struktur aus der Abbildung der Rauhigkeit der Form­ wand des Sinterwerkzeuges resultiert.