DE9206657U1

DE9206657U1 - Rotationswerkzeug mit Hartmetalleinsätzen

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Publication number: DE9206657U1
Application number: DE9206657U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-05-15
Filing date: 1992-05-15
Publication date: 1993-09-16
Anticipated expiration: 2002-05-16
Also published as: DE59307048D1; EP0569985B1; ATE156400T1; EP0569985A1

Description

STRASSE & MAIWALD

München

Patentanwälte

European Patent Attorneys

Dipl.-Ing. Joachim Strasse Dipl.-Chem. Dr. Walter Maiwald

Ihr Zeichen Unser Zeichen München

T 7110 15. Mai 1992

Neue Gebrauchsmusteranmeldung
Töpfer, Rainer

ROTATIONSWERKZEUG MIT HARTMETALLEINSÄTZEN

Die Erfindung betrifft ein Rotationswerkzeug, insbesondere ein Bohrwerkzeug, mit einer in Vorschubrichtung vorderen Stirnfläche und mit in Vorschubrichtung über die vordere Stirnfläche vortretenden Hartmetalleinsätzen.

Solche Rotationswerkzeuge sind beispielsweise bekannt als Bohrkronen aus den deutschen Gebrauchsmustern 91 10 283.9, 10 284.7, 87 11 846.7 und 86 23 584.2. Sie enthalten Hartmetalleinsätze, die als Schneidelemente dienen. Diese Hartmetalleinsätze werden bei der Herstellung dieser Rotationswerkzeuge durch Löten fest mit dem Rotationswerkzeugkörper verbunden.

Das Verfahren zur Befestigung der Hartmetalleinsätze an den Rotationswerkzeugkörpern mittels einer Lötverbindung ist sehr aufwendig, kostenintensiv, benötigt spezielles Werkzeug und

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kann nur von speziell geschulten Fachleuten durchgeführt werden. Für den Anwender eines solchen Rotationswerkzeuges führt dies zu einem umständlichen und teuren Recyclingverfahren, bei dem ein abgenutztes Rotationswerkzeug erst wieder zum Hersteller gebracht werden muß, wo die abgenutzten Stifte entfernt und neue Stifte mit dem aufwendigen Lötverfahren angebracht werden, bevor es erneut einsatzbereit ist. Meist ist es daher billiger ein abgenutztes Rotationswerkzeug durch ein neues zu ersetzen und das abgenutzte wegzuwerfen.

Aufgabe der Erfindung ist es, Rotationswerkzeuge der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, bei dem die Erneuerung abgenutzter Hartmetalleinsätze einfach, problemlos, kostengünstig und von jedem Bediener durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Rotationswerkzeug der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Hartmetalleinsätze lot-, lötfrei und lösbar in einen Teil des Rotationswerkzeugkörpers, das eine vordere Stirnfläche bildet, eingelassen werden. Damit wird eine Erneuerung abgenutzter Rotationswerkzeuge kostengünstig und ohne Spezialwerkzeug möglich.

Durch die Repararturmoglichkeit der Rotationswerkzeuge vor Ort wird ein kostengünstiger und problemloser Betrieb von Rotationswerkzeug benutzenden Maschinen erreicht. Beispielsweise erforderte die starke Beschädigung eines einzigen Hartmetalleinsatzes bisher das Auswechseln des gesamten Rotationswerkzeugkörpers. Bei einem Rotationswerkzeug der vorliegenden Erfindung braucht lediglich der beschädigte Hartmetalleinsatz ausgewechselt zu werden. Dabei ist dies ohne besondere Vorkenntnisse von jedem Bediener solcher Maschinen ausführbar. Gleichzeitig wird ein umweltfreundlicher Recyclingprozeß ohne umweltbelastende Abfallprodukte erreicht und der Industrie-

abfall von weggeworfenen Rotatonswerkzeugkörpern entlastet.

Zur Senkung der Produktionskosten werden die Hartmetalleinsätze als Stifte mit einer Arbeitsspitze ausgeführt. Gibt man den Stiften eine von der Arbeitspitze ausgehend verjüngende konische Form, so sind sie in Öffnungen mit entsprechender, konischer Form in der vorderen Stirnfläche des Rotationswerkzeugs einführbar, wodurch eine feste aber trotzdem jederzeit lösbare Verbindung mit dem Rotationswerkzeugkörper erhaltbar ist. Sind die konischen Öffnungen durchgehend von der vorderen Stirnfläche, die den Arbeitsbereich darstellt, bis zur hinteren Stirnfläche ausgeführt, so sind die eingelassenen und festsitzenden Stifte von der hinteren Stirnfläche in Richtung vorderer Stirnfläche ohne großen Aufwand austreibbar und an der vorderen Stirnfläche aus der Öffnung entnehmbar. Beispielsweise sind die Stifte mit einem Dorn und einem Hammer austreibbar, ohne dabei Spezialwerkzeug zu benötigen.

Die Stifte sind auf, zur Rotationsachse konzentrischen, Kreisen in Ebenen senkrecht zur Rotationsachse angeordnet, wobei jeweils zur Rotationsachse symmetrisch angeordnete Stifte auf einem konzentrischen Kreis liegen. Dadurch werden mehrere Abräumkreise geschaffen, die den Abräumbereich vergrößern und deren radialer Abstand voneinander geringer ist als der maximale Durchmesser der Stifte, wodurch eine größere Anzahl Stifte in der Abräumfläche wirken können. Dies kann auch durch eine spiralige Anordnung der Stifte erreicht werden.

Eine um die Rotationsachse symmetrische, mittige und durchgehende Öffnung im Rotationswerkzeugkörper ergibt eine Anschlußmöglichkeit an ein Antriebsgestänge und ermöglicht weiterhin z.B. das Einführen eines Zentrierbohrers zur Unterstützung eines als Bohrkrone verwendeten Rotationswerkzeuges.

Eine Zweiteilung des Rotationswerkzeugkörpers entlang einer

Schnittebene senkrecht zur Rotationsachse in eine erste Hälfte mit vorderer Stirnfläche und eine zweite Hälfte mit einer hinterer Stirnfläche und mit Verbindungsflächen an denen die beiden Hälften im zusammengesetzten Zustand aneinanderliegen und miteinander verschraubt werden können, erleichtert das Auswechseln der Hartmetalleinsätze weiter, da es ausreicht statt den ganzen Rotationswerkzeugkörper von einem Antriebsgestänge zu lösen, die erste Hälfte des Rotationswerkzeugkörpers abzunehmen und die darin befindlichen Hartmetalleinsätze auszutauschen.

Ein Rotationswerkzeug mit konvexer Stirnfläche wird typischerweise als Bohrkrone verwendet.

Bei Ausdehnung der mittigen Öffnung, so daß nur noch ein schmaler Ring als vordere Stirnfläche vorhanden ist, erhält man ein Rotationswerkzeug, das als Kranzbohrer eingesetzt werden kann. Bei dieser Ausführungsform, wird üblicherweise nur ein Kreis von Stiften symmetrisch um die Rotationsachse auf der vorderen Stirnfläche angeordnet.

Sind die Öffnungen zur Aufnahme der Stifte lediglich in der ersten Hälfte des Rotationswerkzeugkörpers durchgehend ausgeführt, so werden die der vorderen Stirnfläche abgewandten Öffnungen der Öffnungen durch die aufgesetzte zweite Hälfte vor dem Eindringen von Fremdkörpern geschützt, wodurch nach dem lösen der Hälften sofort ungehinderter Zugriff auf die die Hartmetalleinsätze tragenden Öffnungen möglich ist, was den Auswechselvorgang wesentlich erleichtert.

Zur Übertragung des Drehmoments von der zweiten auf die erste Hälfte sind an einer der Verbindungsflächen radiale Erhebungen angeordnet, die in entsprechende Aussparungen in der anderen Verbindungsfläche greifen. Eine kreissymmetrische Erhöhung um die mittige Öffnung an einer der Verbindungsflächen greift in

eine entsprechende Aussparung in der anderen Verbindungsfläche, wodurch eine exakte Zentrierung zur Rotationsachse beim Zusammensetzen der beiden Hälften erreicht wird.

Rotationswerkzeuge die z. B. als Bohrkronen verwendet werden, erhalten Stifte aus Bornitrit und die öffnungen zum Einlassen der Stifte werden parallel zur Rotationsachse angeordnet.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Darin zeigen:

Figur 1: eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rotationswerkzeuges in perspektivischer Ansicht mit auseinandergezogenen Hälften;

Figur 2: eine Schnittansicht eines Hartmetalleinsatzes und der zugehörigen Öffnung;

Figur 3: eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rotationswerkzeuges in perspektivischer Ansicht mit auseiandergezogenen Hälften.

Im folgenden werden für übereinstimmende Elemente die gleichen Bezugszeichen verwendet.

Figur 1 zeigt in perspektivischer Darstellung eine erste Ausführungsform eines Rotationswerkzeuges. Eine erste Hälfte 31 eines Rotationswerkzeugkörpers 15 enthält Öffnungen 13 zur Aufnahme von Hartmetalleinsätzen 12, die derart eingeführt sind, daß sie aus einer vorderen Stirnfläche 11 herausragen. Diese Öffnungen 13 erstrecken sich von der vorderen Stirnfläche 11 durchgehend bis zu einer Verbindungsfläche 34 der ersten Hälfte 31. Die Öffnungen 13 haben ausgehend von der

vorderen Stirnfläche 11 in Richtung der Verbindungsfläche 34 eine sich konisch verjüngende Form. Eine entsprechende konisch verjüngende Form weisen die Hartmetalleinsätze 12 auf, so daß eine kraftschlüssige Verbindung ermöglicht wird. Dies zeigt vergrößert und in Schnittansicht die Figur 2. Beim Einführen der Hartmetalleinsätze 12 in die Öffnungen 13 gleitet der Hartmetalleinsatz 12 soweit in die Öffnung 13, bis durch die konische Formgebung ein Kraftschluß durch Reibungskraft einen festen Sitz des Hartmetalleinsatzes 12 erzielt ist. Sitzt der Hartmetalleinsatz 12 fest in der Öffnung 13, so ragt eine Arbeitspitze 14 über die vordere Stirnfläche 11 hinaus.

Bei abgelöster zweiter Hälfte 32, wie dies in der Figur 1 dargestellt ist, kann man mit einem stiftartigen Gegenstand, mit entprechend kleinem Durchmesser, von der Verbindungsfläche 34 aus in die Öffnungen 13 greifen und beispielsweise mittels eines Hammers die Hartmetalleinsätze 12 in Vorschubrichtung herausschlagen.

Die zweite Hälfte 32 des Rotationswerkzeugkörpers 15 wird derart ausgebildet, daß sie sich formschlüssig an die erste Hälfte 31 angefügt. Zur genauen Zentrierung beim Zusammensetzen bezüglich einer Rotationsachse 16 dient eine kreissymmetrische Erhöhung 50 um eine mittige Öffnung 20, die in eine entsprechende Aussparung 51 greift.

Zur Drehmomentübertragung sind in der zweiten Hälfte 3 2 radiale Erhebungen 40 angeordnet, die wiederum in entsprechende Aussparungen 41 in der ersten Hälfte 31 eingreifen. Selbstverständlich kann diese Anordnung auch umgekehrt verwirklicht sein.

Zur Befestigung der beiden Hälften 31 und 32 miteinander dienen Schrauben 21, die durch Öffnungen 22 in der zweiten Hälfte 32 in Gewindebohrungen 23 in der ersten Hälfte greifen.

Da die Öffnungen 13 zur Aufnahme der Hartmetalleinsätze 12 lediglich in der ersten Hälfte 31 durchgehend ausgeführt sind, werden sie von der aufgesetzten zweiten Hälfte 32 verdeckt und somit vor dem Eindringen von Fremdkörpern geschützt.

Figur 3 zeigt in perspektivischer Darstellung eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rotationswerkzeuges. Hier ist die mittige Öffnung 120 so weit ausgedehnt, daß die vordere Stirnfläche 111 lediglich aus einem schmalen Kranz besteht .

Die Öffnungen 113 mit den Hartmetalleinsätzen 112 sind in einem Kreis symmetrisch um die Rotationsachse 16 angeordnet. Somit können zylinderförmige Segmente ausgebohrt werden, ohne auf dem ganzen Querschnitt der Öffnung teure Hartmetalleinsätze 112 zu benötigen.

Hier übertragen vier radiale Erhebungen 140 in der zweiten Hälfte 132, die in entsprechende Aussparungen 141 in der ersten Hälfte 131 greifen, das Drehmoment von der zweiten Hälfte 132 auf die erste Hälfte 131 des Rotationswerkzeugkörpers 115.

Eine kreissymmetrische Erhöhung wie in Fig. 1 (Bezugszeichen 50) mit entsprechender Aussparung (Bezugszeichen 51 in Fig. 1) kann auch an diesem Ausführungsbeispiel zur genauen Zentrierung beim Zusammensetzen der beiden Hälften 131 und 132 bezüglich der Rotationsachse 116 angebracht werden. Zur Befestigung der beiden Hälften 131 und 132 können beispielsweise Schrauben, die durch Öffnungen in einer der beiden Hälften in entsprechende Gewindebohrungen in der entsprechend anderen Hälfte greifen, verwendet werden.

Das Rotationswerkzeug, wie es oben beispielhaft in möglichen Ausfuhrungsformen beschrieben ist, zeichnet sich durch eine sehr einfache Handhabung in Bezug auf die Erneureung von abgenutzten Hartmetalleinsätzen aus. Hierfür wird weder teueres Spezialwerkzeug, noch speziell geschultes Personal benötigt.

Claims

STRASSE & MAIWALD

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European Patent Attorneys

Dipl.-Ing. Joachim Strasse Dipl.-Chem. Dr. Walter Maiwald

Ihr Zeichen Unser Zeichen München

T 7110 15. Mai 1992

Neue Gebrauchsmusteranmeldung
Töpfer, Rainer

ROTATIONSWERKZEUG MIT HARTMETALLEINSATZEN

SCHUTZANSPRÜCHE

1. Rotationswerkzeug , insbesondere Bohrwerkzeug, mit einer in Vorschubrichtung vorderen Stirnfläche (11;111) und mit in Vorschubrichtung über die vordere Stirnfläche (11;111) vortretenden Hartmetalleinsätzen (12;112), dadurch gekennzeichnet, daß

die Hartmetalleinsätze (12;112) lösbar in einen Teil des Rotationswerkzeugkörpers (15;115), das die vordere Stirnfläche (11; 111) bildet, eingelassen sind.
2. Rotationswerkzeug nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß

in der vorderen Stirnfläche (11;ill) öffnungen (13;113) angeordnet sind.

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3. Rotationswerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

die Hartmetalleinsätze Stifte (12;112) mit einer Arbeitsspitze (14;114) sind und eine konische Form aufweisen, die sich von der Arbeitspitze (14;114) ausgehend verjüngt und die Öffnungen (13;113) entsprechend ausgebildet sind.
4. Rotationswerkzeug nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet/ daß

die Öffnungen (13;113) ausgehend von der vorderen Stirnfläche (11;111) durchgehend durch den Rotationswerkzeugkörper (15;115) ausgeführt sind.
5. Rotationswerkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß

die Stifte (12;112) auf zur Rotationsachse (16) konzentrischen Kreisen in Ebenen senkrecht zur Rotationsachse (16;116) angeordnet sind.
6. Rotationswerkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß

zur Rotationsachse (16;116) symmetrisch angeordnete Stifte (12;112) jeweils auf einem konzentrischen Kreis liegen.
7. Rotationswerkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß

die Stifte spiralig angeordnet sind.
8. Rotationswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß

der Rotationswerkzeugkörper (15;115) eine um die Rotationsachse (16;116) symmetrische, mittige und

durchgehende Öffnung (20;120) aufweist.
9. Rotationswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotationswerkzeugkörper (15;115) durch eine Schnitteben senkrecht zur Rotationsachse (16;116) in zwei Teilen ausgeführt ist: eine erste Hälfte (31;131) mit der vorderen Stirnfläche (11;111) und eine zweite Hälfte (32;132) mit einer hinteren Stirnfläche (33) und mit Verbindungsflächen (34,35;134,135) an denen die beiden Hälften (31,32;131,132) im zusammengesetzten Zustand aneinander liegen.
10. Rotationswerkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Stirnfläche (11;111) konvex ist.
11. Rotationswerkzeug nach einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der mittigen Öffnungn (20;120) den größten Teil der Querschnittsfläche des Rotationswerkzeugkörpers (15;115) einnimmt.
12. Rotationswerkzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte (12;112) auf einem Kreis um die Rotationsachse (16;116) angeordnet sind.
13. Rotationswerkzeug nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (13;113) nur durch die erste Hälfte (31;131) des Rotationswerkzeugkörpers (15;115) durchgehend ausgeführt sind.
14. Rotationswerkzeug nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet/ daß

an einer der Verbindungsflächen (34,35;134,135) der Hälften (31,32/131,132) radiale Erhebungen (40;140) angeordnet sind, die in entsprechnende Aussparungen (41;141) in der Verbindungsfläche der anderen Hälfte (32;132) oder (31;131) eingreifen.
15. Rotationswerkzeug nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß

an einer der Verbindungsflächen (34,35;134,135) der Hälften (31,32;131,132) um die mittige Öffnung (20;120) eine kreissymmetrische Erhöhung (50) angeordnet ist, die auf der Verbindungsfläche der anderen Hälfte (32;132) oder (31;131) in eine entsprechende Aussparung (51) greift.
16. Rotationswerkzeug nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß

die Hälften (31,32;131,132) des Rotationswerkzeugkörpers (15;115) mittels Schrauben (21) fest und lösbar miteinander verbunden sind.
17. Rotationswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß

die Stifte (12;112) aus Bornitrit bestehen.
18. Rotationswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß

die Öffnungen (13;113) parallel zur Rotationsachse (16;116) angeordnet sind.