DE69820349T2 - Verbesserungen an Schneidelementen mit einer Oberfläche aus superhartem Werkstoff - Google Patents

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Description

  • Die Erfindung betrifft Elemente mit einer Oberfläche aus superhartem Werkstoff, und insbesondere Vorformelemente, die eine Belagplatte aus superhartem Werkstoff mit einer Vorderfläche, einer Umfangsfläche und einer Hinterfläche aufweisen, die mit einem Träger aus Werkstoff verbunden ist, der weniger hart ist als der superharte Werkstoff.
  • Vorformelemente dieser Art werden oftmals als Schneidelemente bei Rotary-Blattbohrmeißeln verwendet, und die vorliegende Erfindung wird insbesondere mit Bezugnahme auf eine derartige Verwendung beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf Schneidelemente für diese spezielle Verwendung begrenzt und kann Vorformelemente für andere Zwecke betreffen. Beispielsweise können Elemente mit einer Oberfläche aus superhartem Werkstoff der Ausführung, auf die man sich bezieht, ebenfalls in Formgebungswerkzeugen für Werkstücke, Hochdruckdüsen, Drahtziehwerkzeugen, Lagern und anderen Teilen, die einem gleitenden Verschleiß ausgesetzt sind, ebenso wie Elementen eingesetzt werden, die Stoßbelastungen ausgesetzt sind, wie es der Fall in Anschlägen, Nocken, Nockenstößeln und ähnlichen Vorrichtungen sein kann, bei denen eine Oberfläche mit hoher Verschleißfestigkeit erforderlich ist.
  • Vorformelemente, die als Schneidelemente in Rotary-Bohrmeißeln eingesetzt werden, weisen im allgemeinen eine Belagplatte aus polykristallinem Diamant auf, obgleich andere superharte Werkstoffe verfügbar sind, wie beispielsweise kubisches Bohrnitrid. Der Träger aus weniger hartem Werkstoff wird oftmals aus Wolframsinterkarbid hergestellt, und die Belagplatte und der Träger werden während der Bildung des Elementes in einer Hochdruck/Hochtemperatur-Formpresse miteinander verbunden. Dieser Formvorgang ist gut bekannt und wird nicht detailliert beschrieben.
  • Jedes Vorformschneidelement kann auf einem Halter in der Form eines im allgemeinen zylindrischen Bolzens oder Stiftes montiert werden, der in einer Innenaussparung im Körper des Bohrmeißels aufgenommen wird. Der Halter wird oftmals aus Wolframsinterkarbid hergestellt, wobei die Oberfläche des Trägers auf eine Oberfläche auf dem Halter hartgelötet wird, beispielsweise mittels eines Verfahrens, das als „LS-Verbinden" bekannt ist. Alternativ kann der Träger selbst von ausreichender Dicke sein, um im wesentlichen einen zylindrischen Bolzen zu liefern, der ausreichend lang ist, damit er direkt in einer Innenaussparung im Bohrmeißelkörper aufgenommen wird, ohne daß er an einen Halter hartgelötet wird. Der Bohrmeißelkörper selbst kann maschinell aus Metall, im allgemeinen Stahl, gefertigt werden, oder er kann bei Anwendung eines Pulvermetallurgieverfahrens geformt werden.
  • Derartige Schneidelemente sind Extremwerten der Temperatur während der Herstellung und dem Montieren am Bohrmeißelkörper ausgesetzt, und sie sind ebenfalls hohen Temperaturen und starken Belastungen ausgesetzt, wenn der Bohrer unten in einem Bohrloch eingesetzt wird. Es wird ermittelt, daß im Ergebnis derartiger Bedingungen ein Abplatzen und eine Aufspaltung der superharten Belagplatte auftreten kann, d. h., die Trennung und der Verlust des Diamanten oder anderen superharten Werkstoffes über der Schneidfläche der Platte.
  • Das kann ebenfalls bei Vorformelementen auftreten, die für andere Zwecke verwendet werden, und insbesondere, wo die Elemente sich wiederholenden Stoßbelastungen ausgesetzt sind, wie beispielsweise in Anschlägen und Nockenmechanismen.
  • Üblicherweise war bei Vorformelementen des vorangehenden Typs die Grenzfläche zwischen der superharten Belagplatte und dem Träger im allgemeinen flach und eben. Insbesondere bei Schneidelementen für Bohrmeißel wurden jedoch Versuche unternommen, die Verbindung zwischen der superharten Belagplatte und dem Träger zu verbessern, indem die Hinterfläche der Belagplatte so gestaltet wurde, daß ein Grad an mechanischer Verriegelung zwischen der Belagplatte und dem Träger bewirkt wird.
  • Eine derartige Anordnung wird in der U.S.Patentbeschreibung Nr. 5120327 gezeigt, wo die Hinterfläche der Belagplatte mit einer Vielzahl von identischen beabstandeten parallelen Rillen von konstanter Tiefe zusammenhängend gebildet wird. Die Belagplatte umfaßt ebenfalls einen peripheren Rand von größerer Dicke, wobei sich die äußersten Enden der parallelen Rillen mit dem umgebenden Ring schneiden. Die U.S.Patentbeschreibung Nr. 4784023 veranschaulicht eine gleiche Anordnung aber ohne den peripheren Ring. Weitere Konfigurationen der Hinterfläche der Belagplatte werden in den Britischen Patentbeschreibungen Nr. 2283772 und 2283773 beschrieben.
  • Obgleich derartige Anordnungen die Verbindung zwischen der superharten Belagplatte und dem Träger verbessert und das Auftreten des Abplatzens und der Aufspaltung verringert haben, treten diese Auswirkungen dennoch auf, insbesondere, wo die Vorformelemente dazu neigen, daß sie Stoßbedingungen ausgesetzt werden.
  • Bisher wurde es als vorteilhaft betrachtet, im Träger eines jeden Elementes eine periphere Ausfalzung bereitzustellen, die sich um den gesamten Umfang des Trägers erstreckt, um so eine entsprechende kontinuierliche periphere Wand oder einen Rand aus superhartem Werkstoff zu liefern, die sich um den Umfang der Belagpaltte herum erstreckt und den Umfang des Trägers überdeckt, wie in der vorangehend erwähnten U.S.Patentbeschreibung Nr. 5120327 gezeigt wird. Entsprechend der vorliegenden Erfindung wurde die überraschende Entdeckung gemacht, daß das Abplatzen und die Aufspaltung weniger wahrscheinlich auftreten, wenn sich eine derartige Wand oder ein Rand nur um einen Teil des Umfanges des Vorformelementes erstreckt oder unterbrochen wird, um so eine Vielzahl von kürzeren Wand- oder Randteilen zu liefern, die um den Umfang des Schneidelementes herum beabstandet sind. Derartige Anordnungen können einen Vorteil bei jeder Konfiguration von anderen Aussparungen und Vorsprüngen an der Grenzfläche zwischen der Belagplatte und dem Träger bewirken.
  • Das EP 0655549 beschreibt eine Anordnung mit einer peripheren Ausfalzung, die sich um den gesamten Umfang der Schneidvorrichtung erstreckt. Das EP 0764760 beschreibt eine Anordnung mit einer Vielzahl von Aussparungen, die am Umfang der Schneidvorrichtung angeordnet sind.
  • Entsprechend einem Aspekt der Erfindung wird daher ein Vorformelement bereitgestellt, das eine Belagplatte aus superhartem Werkstoff mit einer Vorderfläche, einer Umfangsfläche und einer Hinterfläche aufweist, die mit der Vorderfläche eines Trägers verbunden ist, der weniger hart als der superharte Werkstoff ist, wobei die Vorderfläche des Trägers mit einer Vielzahl von Aussparungen ausgebildet ist, in die sich entsprechende Vorsprünge erstrecken, die auf der Hinterfläche der Belagplatte gebildet werden, wobei die Aussparungen mindestens eine Ausfalzung umfassen, die sich längs nur eines Teils des Umfanges des Trägers erstreckt, und in die sich ein Vorsprung an der Belagplatte erstreckt, der einen Teil der Umfangsfläche der Belagplatte bereitstellt, wobei die mindestens eine Ausfalzung eine Bodenwand und eine Innenwand aufweist, wobei die Bodenwand flach ist und im allgemeinen parallel zur Vorderfläche des Trägers verläuft, wobei die Aussparungen außerdem eine Vielzahl von länglichen Nuten umfassen, von denen sich zumindestens eine vom Inneren der Fläche zum Umfang des Trägers erstreckt, längs dessen die Ausfalzung gebildet wird.
  • Obgleich nur eine einzige Ausfalzung vorhanden sein kann, könnten ebenfalls zwei oder mehr derartige Ausfalzungen vorhanden sein, die längs des Umfanges des Trägers beabstandet sind. Beispielsweise können die Ausfalzungen eine im wesentlichen gleiche Länge aufweisen, und sie können längs des Umfanges des Trägers im wesentlichen gleich beabstandet sein.
  • Die oder jede Ausfalzung kann im wesentlichen eine konstante Breite aufweisen, gemessen vom Umfang des Trägers quer zur Länge der Ausfalzung.
  • Alternativ kann die Ausfalzung in der Breite variieren, während sie sich längs eines Teils des Umfanges des Trägers erstreckt. Beispielsweise kann die Ausfalzung eine minimale Breite an jedem Ende davon und eine maximale Breite an einer Stelle zwischen dessen Enden aufweisen. Die Breite der Ausfalzung kann gleichmäßig und kontinuierlich zwischen der minimalen Breite und der maximalen Breite variieren.
  • Die Innenwand kann sich im allgemeinen unter rechten Winkeln zur Vorderfläche des Trägers erstrecken, ist aber vorzugsweise nach außen in Richtung des Umfanges des Trägers geneigt, während sie sich von der Vorderfläche des Trägers weg erstreckt.
  • Alternativ kann die oder jede Ausfalzung durch eine Wand definiert werden, die sich kontinuierlich von der Vorderfläche des Trägers zu dessen Umfang erstreckt.
  • Die vorangehend erwähnten Aussparungen in der Vorderfläche des Trägers können ebenfalls Aussparungen von irgendeiner anderen Form umfassen.
  • Mindestens einige der Nuten können eine oder mehr der Ausfalzungen schneiden, die sich längs des Umfanges des Trägers erstrecken.
  • Mindestens einige der Nuten weisen mittlere Längsachsen auf, die von einem gemeinsamen Punkt strahlenförmig ausgehen. Der gemeinsame Punkt kann in der Mitte des Trägers liegen oder kann von der Mitte des Trägers beabstandet sein. Beispielsweise kann der gemeinsame Punkt auf einer Linie liegen, die durch die Mitte des Trägers und durch eine der Ausfalzungen an dessen Umfang verläuft.
  • Alternativ können mindestens einige der Nuten Längsachsen aufweisen, die sich nach innen weg vom Umfang des Trägers unter einem Winkel erstrecken, der unter weniger als 90° zum Umfang geneigt ist.
  • Bei einigen der vorangehenden Anordnungen können mindestens einige der Nuten in der Breite und/oder Tiefe längs deren Länge variieren. Beispielsweise können die Nuten in der Breite und/oder Tiefe größer werden, während sie sich in Richtung des Umfanges des Trägers erstrecken.
  • Die Nuten können sich bis zum Umfang des Trägers erstrecken, so daß die Enden der Rippen aus superhartem Werkstoff, die sich in die Nuten erstrecken, einen Teil der freigelegten Umfangsfläche der Belagplatte bilden.
  • Bei einigen der vorangehenden Anordnungen kann eine Übergangsschicht zwischen dem superharten Werkstoff und dem weniger harten Werkstoff vorhanden sein, wobei die Übergangsschicht einen Werkstoff mit einer oder mehr Eigenschaften aufweist, die zwischen den entsprechenden Eigenschaften des superharten und des weniger harten Werkstoffes liegen.
  • In diesem Fall kann die Übergangsschicht als ein Formteil des Trägers oder als ein Teil der Belagplatte in Abhängigkeit von der Konfiguration betrachtet werden.
  • Das Folgende ist eine detailliertere Beschreibung der Ausführungen der Erfindung als Beispiel, wobei man sich auf die beigefügten Zeichnungen bezieht, die zeigen:
  • 1 eine Schnittdarstellung auf der Linie 1-1 in 2 durch eine Form des Vorformelementes in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung;
  • 2 eine Draufsicht des Trägers des Elementes aus 1, wobei die Belagplatte weggelassen wurde, um die Konfiguration der Vorderfläche des Trägers zu zeigen;
  • 3 eine perspektivische Darstellung des in 2 gezeigten Trägers;
  • 4 eine perspektivische Darstellung, die zeigt, wie der Träger aus 2 und 3 aus einem Zwischenelement ausgeschnitten werden kann;
  • 5 eine perspektivische Darstellung des Trägers einer alternativen Ausführung der Erfindung;
  • 6 eine Draufsicht des Trägers aus 5;
  • 7 bis 13 Schnittdarstellungen durch Vorformelemente entsprechend anderer Ausführungen der Erfindung;
  • 14 eine Halbschnittdarstellung durch ein weiteres Vorformelement in Übereinstimmung mit der Erfindung;
  • 15 eine Draufsicht des Trägers der Ausführung aus 14;
  • 16 und 17 gleiche Darstellungen wie 14 und 15 von einer alternativen Ausführung;
  • 18 und 19 gleiche Darstellungen wie 14 und 15 von einer weiteren Ausführung;
  • 20 eine Schnittdarstellung durch ein weiteres Vorformelement in Übereinstimmung mit der Erfindung; und
  • 21 eine perspektivische Darstellung des Trägers des in 20 gezeigten Elementes.
  • 1 ist eine Schnittdarstellung durch ein Vorformelement für eine Verwendung als Schneidelement in einem Rotary-Blattbohrmeißel. Die Anordnung und das Montieren derartiger Schneidelemente bei einem Bohrmeißel ebenso wie die allgemeinen Eigenschaften derartiger Bohrmeißel sind gut bekannt und werden daher nicht detailliert beschrieben. Die vorliegende Erfindung befaßt sich nur mit der Konstruktion eines jeden Vorformschneidelementes.
  • Mit Bezugnahme auf 1 weist das Schneidelement eine vordere Belagplatte 10 aus polykristallinem Diamant oder einem anderen superharten Werkstoff auf, wobei die Hinterfläche 11 davon mit der Vorderfläche eines Trägers 12 aus weniger hartem Werkstoff, im allgemeinen Wolframsinterkarbid, verbunden ist.
  • Wie gut bekannt ist, ist das übliche Verfahren zur Herstellung derartiger Elemente, daß zuerst der Träger mit einer geeigneten Konfiguration auf seiner Vorderfläche gebildet wird, und daß danach auf die Vorderfläche des Trägers eine Schicht aus polykristallinen Diamantteilchen aufgebracht wird, die die Aussparungen in der Vorderfläche ausfüllen. Die Baugruppe wird danach extrem hohem Druck und Temperatur in einer Presse ausgesetzt, so daß sich die Diamantteilchen miteinander verbinden, um die vordere Belagplatte 10 zu bilden, und um sich ebenfalls mit dem Träger 12 zu verbinden.
  • Es ist gut bekannt, daß die Vorderfläche des Trägers mit Vorsprüngen und Aussparungen gestaltet wird, so daß ein Grad von mechanischer Verriegelung zwischen der vorderen Belagplatte und dem Träger zu verzeichnen ist, um so die Verbindung zwischen ihnen zu verstärken und daher das Risiko einer Aufspaltung und eines Abplatzens der Belagplatte zu verringern.
  • Wie es vorangehend beschrieben wird, ist es die übliche Praxis, um den gesamten Umfang des Trägers herum eine kontinuierliche ringförmige Ausfalzung zu bilden, so daß, wenn die Diamantteilchen die Ausfalzung ausfüllen, sie eine volle Umfangswand oder einen Rand aus Diamant um den Umfang der Belagplatte bilden. Man glaubt nicht nur, daß das die Verbindung der Belagplatte mit dem Träger verstärkt, sondern man glaubt, daß die erhöhte Dicke des Diamanten an der peripheren Schneidkante des Elementes die Stoßfestigkeit des Elementes verbessert.
  • Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird der Träger jedoch mit einer Ausfalzung gebildet, die sich nur um einen Teil des Umfanges des Trägers erstreckt, so daß sich die entsprechende Wand oder der Rand aus Diamant, die auf der Belagplatte gebildet wird, ebenfalls nur um einen Teil des Umfanges des Schneidelementes erstreckt. Wie es vorangehend erklärt wird, wurde überraschenderweise ermittelt, daß das den Widerstand des Schneidelementes gegen ein Abplatzen oder eine Aufspaltung der Diamantplatte verstärkt.
  • In der Ausführung in 1 entsprechend der Erfindung wird daher der kreisförmige Träger 12 mit einer peripheren Ausfalzung 13 gebildet, die sich nur um einen Teil des Umfanges des Trägers 12 erstreckt. Die Ausfalzung 13 weist eine flache Bodenwand 14, die parallel zur Vorderfläche 15 der Belagplatte 10 verläuft, und eine geneigte Innenwand 16 auf. Die Innenwand 16 ist bogenförmig und zeigt einen größeren Krümmungsradius als der Träger 12 selbst.
  • Ebenfalls in der Vorderfläche des Trägers 12 wird eine Reihe von länglichen Nuten 17 gebildet, die sich vom Inneren der Fläche zu dem Teil des Umfanges des Trägers erstrecken, längs dessen die Ausfalzung 13 gebildet wird. Die Nuten 17 werden sowohl der Breite als auch der Tiefe linear größer, während sie sich nach außen in Richtung des Umfanges des Trägers erstrecken.
  • Im fertiggestellten Element wird eine Umfangswand oder ein Rand 18 an der Diamantplatte 10 gebildet, die in die Ausfalzung 14 vorsteht und dadurch einen verdickten Rand um einen Teil des Umfanges des Schneidelementes bildet. Rippen 19 werden ebenfalls an der Hinterfläche 11 der Belagplatte 10 gebildet, die in die Nuten 17 im Träger hinein vorstehen.
  • Bei Benutzung wird der verdickte Randabschnitt 18 des Schneidelementes als die Schneidkante des Elementes am Bohrmeißel benutzt, und daher verbessert die verstärkte Dicke der Belagplatte in diesem Bereich die Stoßfestigkeit der Schneidkante, die außerdem durch die Enden der Rippen 19 verstärkt wird, die am Umfang des Schneidelementes angrenzend an die Schneidkante freigelegt werden. Es wird bemerkt, daß die Rippen 19 am Umfang von größerer Tiefe sind als der Teilrand 18. Der Teilrand 18 und die Rippen 19 dienen ebenfalls dazu, die Verbindung zwischen der Belagplatte und dem Träger zu verbessern.
  • Wie es in der mit angemeldeten Britischen Patentanmeldung Nr. 97157713 beschrieben wird, kann eine Anzahl von derartigen Trägern 12 aus einem einzigen Zwischenelement gebildet werden, wie in 4 gezeigt wird. Das Wolframkarbidzwischenelement 20 weist eine ringförmige Ausfalzung 21, die sich um den gesamten Umfang davon erstreckt, und Nuten 22 auf, die sich radial nach innen vom Umfang des Zwischenelementes erstrecken. Kreisförmige Träger 12 werden danach beispielsweise mittels Elektronenentladungsbearbeitung aus einem Abschnitt des Zwischenelementes 20 angrenzend an den Umfang ausgeschnitten, und man wird daher sehen, daß das einen Träger der Ausführung erzeugt, wie er in 2 und 3 gezeigt wird.
  • 5 und 6 zeigen in einer perspektivischen und einer Draufsicht den Träger einer alternativen Ausführung des Vorformschneidelementes entsprechend der Erfindung. In diesem Fall ist der Wolframkarbidträger 23 mit drei Ausfalzungen 24 ausgebildet, die gleichermaßen um den Umfang des Trägers herum beabstandet sind, wobei die Abstände zwischen den Ausfalzungen mit 25 gekennzeichnet sind. Man sieht, daß die Länge einer jeden Ausfalzung 24 größer ist als der periphere Abstand zwischen benachbarten Ausfalzungen, und die Ausfalzungen erstrecken sich zusammen um den größten Teil des Umfanges des Trägers. Im allgemeinen wird bevorzgut, daß die periphere Länge einer jeden Ausfalzung mindestens mehr als das 2-fache ihrer maximalen Breite beträgt. Obgleich in diesem Beispiel drei Ausfalzungen gezeigt werden, kann irgendeine größere Anzahl von Ausfalzungen vorhanden sein. Es kann jedoch dabei bevorzugt werden, daß nicht mehr als fünf Ausfalzungen vorhanden sind.
  • Nuten 26 erstrecken sich nach innen vom Umfang des Trägers, und in diesem Fall weisen die Nuten 26 Längsachsen auf, die mit weniger als 90° zum Umfang des Trägers geneigt sind. Wie am besten in 6 zu sehen ist, wird eine Nut 26 an jedem Ende einer jeden Ausfalzung 24 gebildet.
  • Wie bei der vorhergehenden Anordnung sind beim fertigen Schneidelement die Ausfalzungen 24 jeweils mit einem teilweise vorstehenden Rand oder einer Wand an der Hinterfläche der Belagplatte ausgefüllt, die auf den Träger aufgebracht wird, und die Nuten 26 sind mit sich nach außen erstreckenden Rippen ausgefüllt, die auf der Hinterfläche der Belagplatte gebildet werden. Ebenfalls in diesem Fall verbessert die Tatsache, daß sich jede Ausfalzung nur um einen Teil des Umfanges des Schneidelementes erstreckt, den Widerstand des Elementes gegen ein Abplatzen oder eine Aufspaltung, wie es vorangehend beschrieben wird, aber da drei separate Ränder um den Umfang herum beabstandet sind, kann das Schneidelement in jeder Ausrichtung am Bohrmeißel verwendet werden, da jeder Teil des Umfanges als die Schneidkante dienen kann.
  • 7 ist eine Schnittdarstellung durch eine alternative Form des Schneidelementes entsprechend der Erfindung, wo die Hinterfläche 27 der Belagplatte 28 abgesehen vom Teilrand 29 flach ist, der in eine Ausfalzung 30 im Träger 31 hinein vorsteht, die sich um nur einen Teil des Umfanges des Trägers erstreckt. Die Ausfalzung 30 kann sich um irgendeinen Abschnitt des Umfanges des Trägers erstrecken und erstreckt sich vorzugsweise um mindestens ein Drittel des Umfanges. Die Ausfalzung ist von im wesentlichen konstanter Breite wie in der Anordnung in 5 und 6, oder sie kann in der Breite variieren, wie in der Anordnung der 1 bis 3, wo die Breite der Ausfalzung an ihren Enden minimal ist und nach und nach zu einem Maximum in einer Position zwischen den Enden der Ausfalzung größer wird.
  • Es wird erkannt, daß die Teilausfalzung am Träger und der entsprechende Teilrand auf der Belagplatte irgendeine gewünschte Querschnittsform aufweisen kann, und daß der Rest der Grenzfläche zwischen dem Träger und der Belagplatte von irgendeiner Konfiguration sein kann. 8 bis 19 zeigen mittels eines weiteren Beispiels weitere Konfigurationen in Übereinstimmung mit der Erfindung. 8 bis 13 sind alle Schnittdarstellungen des Schneidelementes.
  • In der Anordnung in 8 ist der Teilrand 32 an der Belagplatte 33 im allgemeinen im Querschnitt rechteckig, zeigt aber einen gebogenen Innenrand 34. Die Vorderfläche des Trägers 35 ist mit Aussparungen ausgebildet, in die sich die entsprechenden Vorsprünge 36 an der Belagplatte 33 erstrecken.
  • Die Aussparungen und die Vorsprünge 36 können irgendeine erforderliche Konfiguration aufweisen; beispielsweise können die Vorsprünge parallele Rippen, die sich quer über das Schneidelement erstrecken, oder konzentrische beabstandete kreisförmige Rippen oder einzelne beabstandete kreisförmige gewölbte vorstehende Stellen aufweisen, die auf der Unterseite der Belagplatte 33 gebildet werden.
  • Die Anordnung aus 9 gleicht der in 8, außer daß die Innenwand 37 der Ausfalzung 38 mit mehr als 90° zur Bodenwand geneigt ist.
  • Die Anordnung aus 10 gleicht der in 9, außer daß dort eine gebogene Abschrägung 39 zwischen der flachen Bodenwand 40 und der geneigten Innenwand 41 der Ausfalzung im Träger vorhanden ist.
  • Bei der modifizierten Anordnung in 11 ist eine gleichmäßig gebogene Verbindung 42 zwischen der geneigten Innenwand 43 der Ausfalzung im Träger und der Vorderfläche 44 des Trägers vorhanden. Die Bodenwand 45 der Ausfalzung ist wiederum flach.
  • In der Anordnung in 12 ist die Innenwand 46 der Ausfalzung im Träger im Querschnitt abgestuft.
  • In der Anordnung in 13 ist die Teilausfalzung im Träger 47 gleichmäßig im Querschnitt gebogen, wobei dort eine gleichmäßig gebogene Verbindung zwischen der geneigten Innenwand 48 und der Bodenwand 49 und zwischen der Innenwand 48 und der Vorderfläche des Trägers vorhanden ist.
  • Die Vorderfläche des Trägers ist mit konischen Aussparungen 50 ausgebildet, die sich mit konischen Vorsprüngen 51 abwechseln. Die Aussparungen und Vorsprünge 50, 51 können länglich sein und erstrecken sich in parallelen Anordnungen über die Breite des Schneidelementes, oder sie können einzelne kegelstumpfförmige Aussparungen und Vorsprünge aufweisen, die sich in zwei Dimensionen über die Fläche des mittleren Bereiches des Trägers abwechseln.
  • In der Anordnung in 14 und 15 variiert der periphere Rand 52 der Belagplatte 53 in der Breite periodisch, während er sich um einen Teil des Umfanges der Belagplatte erstreckt. Wie aus 15 zu ersehen ist, ist die Vorderfläche des Trägers 54 mit zwei Ausfalzungen 55 ausgebildet, die beabstandet sind und sich jeweils um einen Teil des Umfanges des Trägers erstrecken. Die Querschnittsform einer jeden Ausfalzung 55 und des Teilrandes 52 zeigt im allgemeinen die Form eines Abschnittes einer Sinuswelle, die von einer minimalen Dicke, die mit 56 angezeigt wird, zu einer maximalen Dicke variiert, die mit 57 angezeigt wird.
  • 16 und 17 zeigen eine abgewandelte Anordnung, wo nur eine einzelne Ausfalzung 58 vorhanden ist, die sich um annähernd die Hälfte des Umfanges des Trägers 59 erstreckt. In diesem Fall variieren die Ausfalzung 58 und der entsprechende periphere Teilrand 60 an der Belagplatte 61 in der Tiefe ebenso wie in der Breite, wobei die Abschnitte 62 von größerer Breite und Tiefe eine doppelt gekrümmte Konfiguration aufweisen, wie am besten in 16 zu sehen ist.
  • 18 und 19 gleichen etwas der Anordnung aus 16 und 17, aber in diesem Fall erstreckt sich die einzelne Ausfalzung 63 im Träger 64 um mehr als die Hälfte des Umfanges des Trägers. Ebenfalls zeigen die Abschnitte 65 des Randes 66, die von größerer Breite und Tiefe sind, einen Querschnitt in der Form einer einzelnen gleichmäßigen Kurve.
  • Bei jeder der vorangehend beschriebenen Anordnungen weist die Vorderfläche des Trägers einen im allgemeinen flachen mittleren Abschnitt mit oder ohne Aussparungen darin auf, wobei die peripheren Ausfalzungen deutlich vom mittleren flachen Bereich getrennt sind. Die Erfindung ist jedoch ebenfalls bei Anordnungen anwendbar, wo die peripheren Ausfalzungen die äußeren tiefsten Abschnitte einer kontinuierlich geformten Vorderfläche auf dem Träger aufweisen, beispielsweise wo die Vorderfläche des Trägers im allgemeinen konvex gebogen ist. Eine derartige Anordnung wird in 20 und 21 gezeigt, wo der Träger 67 eine Vorderfläche 68 aufweist, die grundlegend konvex gewölbt ist, so daß die peripheren Bereiche 69 der Belagplatte 70 dicker sind als der mittlere Bereich der Belagplatte, um so eine gleiche Wirkung wie bei den vorangehend beschriebenen Anordnungen zu bringen, wo die Belagplatte mit einer getrennten peripheren Wand oder Rand ausgebildet ist.
  • Bei den Anordnungen nach dem bisherigen Stand der Technik, wo die Träger eine konvex gebogene Fläche aufweisen, ist die Fläche im allgemeinen über die gesamte Fläche des Trägers kontinuierlich, und sie ist in allen diametralen Querschnitten die gleiche, so daß sich der wirksame periphere Rand um den gesamten Umfang des Elementes erstreckt. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung und wie in 20 und 21 gezeigt wird, erstreckt sich jedoch die konvex gebogene Vorderfläche des Trägers 67 nicht über den gesamten Träger, sondern wird durch eine Anzahl von winkelig beabstandeten hervorstehenden Flächen 71 unterbrochen, wobei drei derartige hervorstehende Flächen in der in den Zeichnungen gezeigten Anordnung vorhanden sind. Die hervorstehenden Flächen 71 auf dem Träger zeigen die Wirkung, daß der periphere Rand auf der Belagplatte 70 diskontinuierlich wird, um so im wesentlichen drei peripher beabstandete Randabschnitte 69 zu liefern.
  • 21 ist eine perspektivische Darstellung des Trägers ohne die Belagplatte, um deutlich die Formen der drei Ausfalzungen zu zeigen, die im Träger ausgebildet sind.
  • Die Erfidung ist ebenfalls bei anderen Anordnungen anwendbar, wo die Vorderfläche des Trägers kontinuierlich geformt ist. Beispielsweise sind Anordnungen möglich, wo eine konvex gebogene Fläche, gleich der Fläche 68, mit Nuten oder anderen Arten von Aussparungen ausgebildet ist, beispielsweise konzentrischen Nuten. Anstelle daß die Vorderfläche des Trägers gleichmäßig konvex ist, kann sie ebenfalls irgendeine andere im allgemeinen konvexe Konfiguration aufweisen.
  • Es wird erkannt, daß die vorangehenden Konfigurationen nur als Beispiel zu betrachten sind, und daß Abwandlungen sowohl hinsichtlich der Querschnittsform der Ausfalzungen als auch der entsprechenden peripheren Ränder an der Belagplatte ebenso wie betreffs der Konfiguration des Restes der Grenzfläche zwischen dem Träger und der Belagplatte vorgenommen werden können.

Claims (21)

  1. Vorformelement, das eine Belagplatte (10) aus superhartem Werkstoff mit einer Vorderfläche (15), einer Umfangsfläche und einer Hinterfläche aufweist, die mit der Vorderfläche eines Trägers (12) verbunden ist, der weniger hart als der superharte Werkstoff ist, wobei die Vorderfläche des Trägers mit einer Vielzahl von Aussparungen (13, 17) ausgebildet ist, in die sich entsprechende Vorsprünge (18, 19) erstrecken, die auf der Hinterfläche der Belagplatte gebildet werden, wobei die Aussparungen mindestens eine Ausfalzung (13) umfassen, die sich längs nur eines Teils des Umfanges des Trägers (12) erstreckt, und in die sich ein Vorsprung (18) an der Belagplatte erstreckt, der einen Teil der Umfangsfläche der Belagplatte bereitstellt, wobei die mindestens eine Ausfalzung eine Bodenwand und eine Innenwand aufweist, wobei die Bodenwand flach ist und im allgemeinen parallel zur Vorderfläche des Trägers verläuft, und dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen außerdem eine Vielzahl von länglichen Nuten (17) umfassen, von denen sich zumindestens eine vom Inneren der Fläche zum Umfang des Trägers erstreckt, längs dessen die Ausfalzung (13) gebildet wird.
  2. Vorformelement nach Anspruch 1, bei dem zwei oder mehr derartige Ausfalzungen (24) vorhanden sind, die längs des Umfanges des Trägers (23) beabstandet sind.
  3. Vorformelement nach Anspruch 2, bei dem die Ausfalzungen (24) eine im wesentlichen gleiche Länge aufweisen.
  4. Vorformelement nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, bei dem die Ausfalzungen (24) im wesentlichen längs des Umfanges des Trägers (23) gleich beabstandet sind.
  5. Vorformelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die oder jede Ausfalzung (24) von im wesentlichen konstanter Breite ist, gemessen vom Umfang des Trägers (23) quer zur Länge der Ausfalzung.
  6. Vorformelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Ausfalzung (13) in der Breite variiert, während sie sich längs eines Teils des Umfanges des Trägers (12) erstreckt.
  7. Vorformelement nach Anspruch 6, bei dem die Ausfalzung (13) eine minimale Breite an jedem Ende davon und eine maximale Breite an einer Stelle zwischen dessen Enden aufweist.
  8. Vorformelement nach Anspruch 7, bei dem die Breite der Ausfalzung (13) gleichmäßig und kontinuierlich zwischen der minimalen Breite und der maximalen Breite variiert.
  9. Vorformelement nach Anspruch 1, bei dem die Innenwand (16) nach außen in Richtung des Umfanges des Trägers (12) geneigt ist, während sie sich von der Vorderfläche des Trägers weg erstreckt.
  10. Vorformelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, bei dem die oder jede Ausfalzung durch eine Wand (41) definiert wird, die sich kontinuierlich von der Vorderfläche des Trägers zu dessen Umfang erstreckt.
  11. Vorformelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die vorangehend erwähnten Aussparungen in der Vorderfläche des Trägers ebenfalls weitere Aussparungen (17) zusätzlich zur Ausfalzung oder den Ausfalzungen umfassen.
  12. Vorformelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem mindestens einige der Nuten (17) eine oder mehr der Ausfalzungen (13) schneiden, die sich längs des Umfanges des Trägers (12) erstrecken.
  13. Vorformelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem mindestens einige der Nuten (17) mittlere Längsachsen aufweisen, die von einem gemeinsamen Punkt strahlenförmig ausgehen.
  14. Vorformelement nach Anspruch 13, bei dem der gemeinsame Punkt in der Mitte des Trägers liegt.
  15. Vorformelement nach Anspruch 13, bei dem der gemeinsame Punkt von der Mitte des Trägers beabstandet ist.
  16. Vorformelement nach Anspruch 15, bei dem der gemeinsame Punkt auf einer Linie liegt, die durch die Mitte des Trägers und durch eine der Ausfalzungen an dessen Umfang verläuft.
  17. Vorformelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem mindestens einige der Nuten (26) Längsachsen aufweisen, die sich nach innen weg vom Umfang des Trägers (23) unter einem Winkel erstrecken, der unter weniger als 90° zum Umfang geneigt ist.
  18. Vorformelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem mindestens einige der Nuten (26) in der Breite und/oder Tiefe längs deren Länge variieren.
  19. Vorformelement nach Anspruch 18, bei dem die Nuten (26) in der Breite und/oder Tiefe größer werden, während sie sich in Richtung des Umfanges des Trägers erstrecken.
  20. Vorformelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem sich die Nuten (26) bis zum Umfang des Trägers (23) erstrecken, so daß die Enden der Rippen aus superhartem Werkstoff, die sich in die Nuten erstrecken, einen Teil der freigelegten Umfangsfläche der Belagplatte bilden.
  21. Vorformelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine Übergangsschicht zwischen dem superharten Werkstoff (10) und dem weniger harten Werkstoff (12) vorhanden ist, wobei die Übergangsschicht einen Werkstoff mit einer oder mehr Eigenschaften aufweist, die zwischen den entsprechenden Eigenschaften des superharten und des weniger harten Werkstoffes liegen.
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