WO2011050903A1

WO2011050903A1 - Mehrfachwechselschneidplatte für ein bohrwerkzeug

Info

Publication number: WO2011050903A1
Application number: PCT/EP2010/006223
Authority: WO
Inventors: Horst Manfred JÄGER; Thilo Müller
Original assignee: Kennametal Inc.
Priority date: 2009-10-28
Filing date: 2010-10-12
Publication date: 2011-05-05
Also published as: CN102574211B; CN102574211A; CN104588740A; JP2013509308A; DE102009051073A1; BR112012009283A2; US20120282054A1; KR20120089694A; EP2493646A1

Abstract

Es wird eine für den Einsatz in einem Bohrwerkzeug konzipierte und geeignete Mehrfachwechselschneidplatte (1) mit besonders hohem Mehrfachnutzen angegeben. Es wird weiterhin ein Bohrwerkzeug (12) angegeben, das - bestückt mit dieser Wechselschneidplatte - besonders effektiv betreibbar ist. Die Mehrfachwechselschneidplatte (1) umfasst zwei planparallele sowie zu einer Plattenachse (2) senkrechte Stirnflächen (3), die jeweils eine im Wesentlichen dreieckige Außenkontur aufweisen. An jeder Kante der beiden Stirnflächen (3) ist dabei jeweils eine sich im Wesentlichen über die gesamte Kantenlänge erstreckende Hauptschneide (6) ausgebildet. Die Mehrfachwechselschneidplatte (1) ist des Weiteren drehsymmetrisch bezüglich einer 120°-Drehung um die Plattenachse (2) sowie drehsymmetrisch bezüglich einer 180°-Drehung quer zur Plattenachse (2) ausgebildet. Das Bohrwerkzeug (12) umfasst eine erste Aufnahme (18a) für die Schneidplatte (1 ). Diese erste Aufnahme (18a) weist eine im Wesentlichen dreieckige Hauptanlagefläche (19) zur Anlage an einer der Stirnflächen (3) der Schneidplatte (1) auf. Die Hauptanlagefläche (19) ist außerdem in einem Winkel zwischen 90° und etwa 60° zu einer Werkzeugachse (14) ausgerichtet und erstreckt sich im Bereich einer ihrer drei Ecken unmittelbar bis zum Werkzeugaußenumfang (24).

Description

Beschreibung

Mehrfachwechselschneidplatte für ein Bohrwerkzeug

Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mehrfachwechselschneidplatte für ein Bohrwerkzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung bezieht sich des Weiteren auf ein zur Aufnahme einer solchen Schneidplatte ausgebildetes Bohrwerkzeug sowie auf die Kombination des Bohrwerkzeugs mit der Schneidplatte. Die Erfindung bezieht sich schließlich auch auf die Verwendung der Schneidplatte in dem Bohrwerkzeug.

Bei Bohrwerkzeugen werden Mehrfachwechselschneidplatten, zumindest in einer „außenschneidenden" Position, in der die jeweilige Schneidplatte bis zum Außenumfang des Bohrwerkzeugs schneidet, üblicherweise in„stehender" Orientierung bezüglich der Werkzeugachse eingesetzt, nämlich derart, dass die Plattenebene der Schneidplatte etwa parallel zur Werkzeugachse orientiert ist. Ein entsprechendes Bohrwerkzeug ist beispielsweise aus EP 0 841 115 A1 bekannt. Um den für den Bohrvorgang nötigen Freigang der Schneidplatte sicherzustellen, werden bisher in Bohrwerkzeugen überwiegend Schneidplatten eingesetzt, die nur einseitig angeschliffen sind, die also pro Seitenfläche nur eine Hauptschneide aufweisen. Solche Schneidplatten haben - bei drei- oder viereckigem Querschnitt - allenfalls drei oder vier alternativ einsetzbare Hauptschneiden. Eine aus EP 0 841 115 A1 bekannte Schneidplatte weist beispielsweise nur zwei Hauptschneiden auf.

Aus EP 1 749 602 A2 ist abweichend hiervon eine gattungsgemäße (Mehrfach- wechsel-)Schneidplatte mit sechs Hauptschneiden bekannt. Diese Schneidplatte ist für den Einsatz in einem zugehörigen Bohrwerkzeug konzipiert, bei dem die Schneidplatte einerseits in eine äußere Aufnahme, und andererseits in eine innere Aufnahme einsetzbar ist. In der äußeren Aufnahme, durch die die Schneidplatte in außenschneidender Position gehaltert wird, ist die Schneidplatte wiederum wie üblich stehend bezüglich der Werkzeugachse ausgerichtet. In der inneren Aufnahme, in der die Schneidplatte„innenschneidend", somit mit Abstand zum Werk- zeugaußenumfang gehaltert ist, ist die Schneidplatte dagegen„liegend" bezüglich der Werkzeugachse ausgerichtet, so dass ihre Plattenebene etwa senkrecht zur Werkzeugachse orientiert ist. Die bekannte Schneidplatte ist in Richtung der Plattenachse unsymmetrisch ausgebildet und weist dabei insbesondere an ihren beiden Stirnflächen unterschiedlich gestaltete Hauptschneiden auf. Jeweils eine dieser Stirnflächen ist hierbei als Anlagefläche an dem Grund einer bestimmten zugeordneten Aufnahme vorgesehen. Die bekannte Schneidplatte wird also bestimmungsgemäß nur mit einer ersten Stirnfläche voran in die äußere Aufnahme eingesetzt. In dieser Orientierung kann die Schneidplatte zweimal gewendet - nämlich jeweils um 120° um ihre Plattenachse verdreht - werden, wobei die drei der ersten Stirnfläche gegenüberliegenden Hauptschneiden abgenutzt werden. Anschließend wird die bekannte Schneidplatte bestimmungsgemäß von der äußeren Aufnahme in die innere Aufnahme umgesetzt. Hierzu wird die Schneidplatte quer zur Plattenachse gewendet und entsprechend mit der zweiten Stirnfläche voran in die zweite Aufnahme eingesetzt. In dieser Position kann die Schneidplatte erneut zweimal um jeweils 120° um ihre Plattenachse gewendet werden, bis auch die übrigen drei Hauptschneiden abgenutzt sind.

In jeder der beiden Aufnahmen des Bohrwerkzeugs hat die bekannte Schneidplatte also jeweils nur einen Dreifachnutzen, stellt also jeweils nur drei Hauptschneiden zum Wechsel zur Verfügung.

Für den Einsatz in Fräs- oder Drehwerkzeugen sind andererseits aus DE 1 232 436 A, WO 2007/149035 A1 oder WO 2009/075633 A1 Mehrfachwendeschneidplatten bekannt, bei denen jeweils jede Kante beider Stirnflächen mit einer Hauptschneide versehen ist. Diese Schneidplatten zeichnen sich durch einen besonders hohen Mehrfachnutzen aus. So sind an diesen Schneidplatten bei dreieckigem Plattenquerschnitt sechs, bei viereckigem Plattenquerschnitt sogar acht Hauptschneiden vorgesehen sein. Diese Schneidplatten sind zum Einsatz in einem her- kömmlichen Bohrwerkzeug, insbesondere zum Einsatz in außenschneidender Position, aber ungeeignet.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine für den Einsatz in einem Bohrwerkzeug konzipierte und besonders geeignete Mehrfachwechselschneidplatte mit besonders hohem Mehrfachnutzen anzugeben. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein Bohrwerkzeug anzugeben, das - bestückt mit dieser Wechselschneidplatte - besonders effektiv betreibbar ist.

Lösung der Aufgabe

Bezüglich der (Mehrfachwechsel-)Schneidplatte wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Bezüglich des Bohrwerkzeugs wird die obige Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 6. Optionale Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren.

Die erfindungsgemäße Schneidplatte hat zwei planparallele und zu einer Plattenachse senkrechte Stirnflächen, die jeweils eine im Wesentlichen dreieckige Außenkontur aufweisen. An jeder Kante jeder der beiden Stirnflächen ist jeweils eine Hauptschneide ausgebildet. Insgesamt umfasst die Schneidplatte also sechs Hauptschneiden, wobei sich jede dieser Hauptschneiden zumindest im Wesentlichen über die gesamte Kantenlänge der Schneidplatte erstreckt. Erfindungsgemäß ist dabei die Schneidplatte sowohl drehsymmetrisch bezüglich einer 120°- Drehung um die Plattenachse als auch drehsymmetrisch bezüglich einer 180°- Drehung quer zur Plattenachse, also bezüglich einer 180°-Drehung um eine zur Plattenachse senkrechte Drehachse, ausgebildet. Die Schneidplatte kann somit infolge dieser Symmetrieeigenschaften sechsfach exakt auf sich selbst abgebildet werden. Mit anderen Worten existieren sechs verschiedene, geometrisch aber voneinander ununterscheidbare Orientierungen der Schneidplatte.

Das erfindungsgemäße Bohrwerkzeug weist zumindest eine erste Aufnahme für eine Schneidplatte der vorstehend beschriebenen Art auf. Diese erste Aufnahme umfasst eine im Wesentlichen dreieckige Hauptanlagefläche, die als Widerlager bzw. Gegenanlagefläche für eine der Stirnflächen der Schneidplatte konzipiert ist. Die Aufnahme ist bezüglich des Bohrwerkzeugs derart positioniert, dass ihre Hauptanlagefläche grob näherungsweise senkrecht, nämlich unter einem Winkel zwischen 90° und etwa 60° zu einer Werkzeugachse ausgerichtet ist und sich im Bereich einer ihrer Ecken unmittelbar bis zum Werkzeugaußenumfang erstreckt. Die erste Aufnahme ist mit anderen Worten dazu ausgebildet, die darin bestimmungsgemäß angeordnete Schneidplatte in liegender Lage und außenschneidender Position zu haltern.

Das Bohrwerkzeug kann grundsätzlich, insbesondere bei klein dimensionierten Bauformen, nur eine einzige Aufnahme für die Schneidplatte aufweisen. Vorzugsweise sind an dem Bohrwerkzeug aber mehrere, insbesondere zwei Aufnahmen vorgesehen, in die jeweils eine Schneidplatte der vorstehend beschriebenen Art einsetzbar ist. Von diesen Aufnahmen können alle zur außenschneidenden Positionierung der Schneidplatte angeordnet sein. In diesem Fall umfasst das Bohrwerkzeug also mehrere„erste" Aufnahmen im Sinne der vorstehenden Ausführungen. Das Bohrwerkzeug umfasst in diesem Fall vorzugsweise zwischen den Aufnahmen einen zentralen Piloten, dessen Hauptschneiden einen inneren Bereich der Bohrung bearbeiten.

In alternativer Ausführung umfasst das Bohrwerkzeug dagegen zusätzlich zu der „ersten" Aufnahme eine„zweite" Aufnahme für eine Schneidplatte der vorstehend beschriebenen Art, wobei diese zweite Aufnahme gegenüber der ersten Aufnahme radial einwärts versetzt angeordnet, und somit zur innenschneidenden Positionierung der Schneidplatte ausgebildet ist. Diese zweite Aufnahme hat vorzugsweise ebenfalls eine zu der Schneidplatte im Wesentlichen komplementäre Form, insbesondere wiederum eine im Wesentlichen dreieckige Hauptanlageflä- che, die wiederum als Widerlager oder Gegenanlagefläche zu einer Stirnfläche der Schneidplatte konzipiert ist.

Durch die vorstehend beschriebenen Symmetrieeigenschaften der Schneidplatte wird ermöglicht, die Schneidplatte in sechs verschiedenen Orientierungen in dieselbe Aufnahme einzusetzen, und somit insbesondere alle sechs Hauptschneiden der Schneidplatte bereits in der außenschneidenden Position zu nutzen. Der Einsatz der beidstirnseitig mit Hauptschneiden versehenen Schneidplatte in der außenschneidenden Position eines Bohrwerkzeuges wird dabei ermöglicht oder zumindest sinnvoll durch die Idee, die Schneidplatte hier nicht - wie üblich - stehend, sondern liegend zu montieren. Die liegende Positionierung in außenschneidender Lage wird wiederum ermöglicht durch die Dreiecksform der Schneidplatte.

Sofern das Bohrwerkzeug zusätzlich zu der„ersten" Aufnahme eine„zweite" Aufnahme im Sinne der obigen Definition umfasst, kann die erfindungsgemäß ausgebildete Schneidplatte sogar zwölffach verwendet werden. Erkanntermaßen wird die jeweils aktive Hauptschneide der Schneidplatte in der außenschneidenden Position nämlich vorrangig in dem außenliegenden Eckbereich abgenutzt, während die Hauptschneiden in einem inneren Bereich signifikant länger nutzbar wären. In der innenschneidenden Position werden diese äußeren Eckbereiche dagegen nur vergleichsweise schwach beansprucht. Die zunächst in außenschneidender Lage eingesetzte Schneidplatte kann daher nach Abnutzung aller sechs äußeren Eckbereiche noch immer sechsfach in der innenschneidenden Lage weiterverwendet werden.

Mit„außenschneidend" ist hierbei wiederum eine Position der Schneidplatte bezeichnet, bei welcher diese bis zum Werkzeugaußenumfang schneidet. Im Gegensatz hierzu ist die Schneidplatte in„innenschneidender" Lage von dem Werkzeugaußenumfang überall beabstandet.

Als„liegend" ist hierbei wiederum eine Position der Schneidplatte bezeichnet, bei der die Plattenachse etwa parallel, und die Plattenebene etwa senkrecht zur Werkzeugachse ausgerichtet sind. Im Gegensatz hierzu wird als„stehend" im Fol- genden wiederum eine Position der Schneidplatte bezeichnet, bei der die Plattenachse etwa senkrecht, und die Plattenebene etwa parallel zur Werkzeugachse ausgerichtet sind.

Die Angaben„etwa dreieckig" oder„im Wesentlichen dreieckig", bezogen auf die Stirnflächen der Schneidplatte oder die Hauptanlageflächen der ersten und zweiten Aufnahme, sind als grobkörnige Angaben zu verstehen. Insbesondere im Bereich der Ecken können die Stirnflächen der Schneidplatte im Rahmen der Erfindung von einer exakten Dreieckform abweichen. So sind die Stirnflächen im Bereich der Ecken sogar vorzugsweise durch Abfassungen„abgeschnitten" oder abgerundet. Ferner können die Hauptschneiden im Rahmen der Erfindung eine geringfügige Krümmung aufweisen. Die Hauptanlagefläche der ersten oder zweiten Aufnahme ist„im Wesentlichen dreieckig" im Sinne dieser Anmeldung immer dann, wenn die korrespondierende Schneidplatte derart in sie einsetzbar ist, dass die Schneidplatte in der Aufnahme formschlüssig und undrehbar um die Plattenachse aufgenommen ist. Abweichungen von einer exakten Dreiecksform können bei der Hauptanlagefläche im Rahmen der Erfindung insbesondere wiederum im Bereich der Ecken auftreten. Insbesondere sind vorzugweise einzelne Ecken der „im Wesentlichen dreieckigen" Hauptanlagefläche abgeschnitten oder ausgehöhlt.

Entsprechend ist die Angaben„etwa" und„im Wesentlichen" auch in sonstigem Zusammenhang als Hinweis daraufhin zu verstehen, dass die jeweils darauf bezogene Angabe im Kontext der Erfindung grobkörnig ist, dass es also auf eine exakte Erfüllung der jeweiligen Angabe nicht ankommt. Insbesondere ist die„im wesentlichen" senkrecht zur Werkzeugachse orientierte Hauptanlagefläche der ersten Aufnahme vorzugsweise nicht exakt senkrecht zu der Werkzeugachse ausgerichtet, sondern gegenüber dem Lot auf die Werkzeugachse angestellt. Der Anstellwinkel beträgt hierbei in zweckmäßiger Dimensionierung zwischen 1° und 30°, vorzugsweise zwischen 2° und 8°, und insbesondere etwa 5°.

Die Schneidplatte ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass zwischen jeder Stirnfläche und einem angrenzenden Bereich der die Stirnflächen verbindenden Sei- tenflächen ein spitzer Winkel gebildet ist. Hierdurch weist jede der sechs Hauptschneiden einen 90° unterschreitenden Keilwinkel auf.

In einer bevorzugten Bauform ist die Schneidplatte hierzu aus zwei gleichen Teilkörpern gebildet, die jeweils die Form eines Pyramidenstumpfes mit dreieckiger Basisfläche aufweisen, wobei die Basis jeweils durch eine der Stirnflächen gebildet ist. Die beiden pyramidenstumpfförmigen Teilkörper sind hierbei kopfseitig, d.h. mit der jeweils kleineren Fläche unmittelbar oder mittelbar aneinander gesetzt. Bei dieser Ausführungsform ist somit - sofern die Teilkörper unmittelbar an- einandergesetzt sind - in jeder der drei Seitenflächen eine in der Mittelebene der Sehneidplatte spitz zulaufende Nut ausgebildet. Der Begriff„Teilkörper" ist hierbei in rein geometrischem Sinne zu verstehen. Bei der Schneidplatte handelt es sich ungeachtet dieser Wortwahl bevorzugt um einen einstückigen Gegenstand.

In alternativer Ausführung der erfindungsgemäßen Schneidplatte sind abweichend hiervon in jede der drei Stirnflächen jeweils zwei parallele und durch einen Mittelsteg getrennte Spanformnuten eingebracht, wobei zur Realisierung des spitzen Keilwinkels jeweils eine dieser beiden Spanformnuten an eine korrespondierende Stirnfläche angrenzt.

In einer bevorzugten Weiterbildung der Schneidplatte ist in jeder Stirnfläche eine bezüglich der Plattenachse zentrierte Ausnehmung, d.h. Vertiefung vorgesehen. Alternativ zu einer einzigen Ausnehmung kann in jede Stirnseite auch eine aus mehreren Ausnehmungen gebildete Struktur vorgesehen sein. Aufgrund der oben beschriebenen Symmetrieeigenschaften der Schneidplatte ist auch die (einzige) Ausnehmung symmetrisch bezüglich einer 120°-Drehung um die Plattenachse zu gestalten. Im Falle mehrerer Ausnehmungen pro Stirnfläche sind diese entsprechend symmetrisch um die Plattenachse zu verteilen.

Diese Ausnehmungen wirken bestimmungsgemäß mit einem oder mehreren, komplementär geformten und angeordneten Vorsprüngen in der Hauptanlagefläche der (ersten oder zweiten) Aufnahme einer zugehörigen Ausgestaltung des Bohrwerkzeugs zusammen. Die Ausnehmungen und Vorsprünge sind hierbei der- art aufeinander abgestimmt, dass sie formschlüssig ineinander greifen, und somit die Schneidplatte quer zur Ebene der Stirnflächen bzw. zur Ebene der Hauptanlagefläche fixieren. Sofern die Schneidplatte - wie üblich - eine zentrale Durchführung zur Verschraubung der Schneidplatte in der Aufnahme aufweist, ist die besagte Ausnehmung derart dimensioniert, dass sie radial über den Durchmesser der Bohrung hinaussteht. Durch die Ausnehmungen und die korrespondierenden Vorsprünge wird zumindest ein Teil der auf die Schneidplatte im Betrieb wirkenden Querkräfte in das Bohrwerkzeug eingeleitet. Die Seitenwände der Aufnahme und die gegebenenfalls vorhandende Verschraubung werden hierdurch entlastet. Dies ist insbesondere für die erste Aufnahme von Bedeutung, deren außenseitige Wand aufgrund der umfangsnahen Anordnung dieser Aufnahme zwangsweise eine nur von vergleichsweise geringe Stärke aufweist, so dass unter Wirkung von Querkräften hier eine besonders hohe Materialbelastung zu erwarten ist. Durch die Ausnehmungen und die korrespondierenden Vorsprünge wird somit die Belastbarkeit des Bohrwerkzeugs wesentlich verbessert und einem Werkzeugbruch bei Überbelastung effektiv entgegengewirkt.

Ist nur eine zentrale Ausnehmung in jeder Stirnfläche der Schneidplatte vorgesehen, so hat diese Ausnehmung vorzugsweise einen unrunden Querschnitt mit einer 120°-Drehsymmetrie bezüglich einer Drehung um die Plattenachse. Die Ausnehmung hat in dieser Ausführung z.B. die Kontur eines gleichseitigen Dreiecks, oder eines Sterns. Durch den unrunden Querschnitt bewirkt der zwischen der oder jeder Ausnehmung und dem jeweils wiederum komplementär gestalteten Vorsprung der Hauptanlagefläche gebildete Formschluss eine drehfeste Halterung der Schneidplatte in der Aufnahme. Hierdurch werden auch die gegebenenfalls auf die Schneidscheibe wirkenden Tangentialkräfte zumindest teilweise über die Vorsprünge in das Bohrwerkzeug eingeleitet. Die Seitenwände der Aufnahme werden hierdurch wiederum entlastet. Die Ausnehmung und der korrespondierende Vorsprung können aber grundsätzlich auch einen runden Querschnitt haben.

Die zweite Aufnahme ist in einer zweckmäßigen Ausführung des Bohrwerkzeugs, ebenso wie die erste Aufnahme zur Halterung der Schneidplatte in liegender Lage ausgebildet. Entsprechend ist die Hauptanlagefläche der zweiten Aufnahme in dieser Ausführung wiederum im Wesentlichen senkrecht zur Werkzeugachse ausgerichtet. In alternativer Ausführung wird die Schneidplatte dagegen bestimmungsgemäß stehend in der zweiten Aufnahme fixiert. In diesem Fall ist die Hauptanlagefläche der zweiten Aufnahme im Wesentlichen parallel zu der Schaftachse angeordnet. Auch in diesem Fall sind die Begriffe„im Wesentlichen senkrecht" und„im Wesentlichen parallel" als grobkörnige Angaben zu verstehen, die eine geringfügige Anstellung der Hauptanlagefläche gegenüber der Schaftachse bzw. dem Lot auf diese zulassen.

In einer vergleichsweise einfachen Ausbildung des Bohrwerkzeugs ist der oder jeder Vorsprung in der Hauptanlagefläche der ersten oder zweiten Aufnahme einstückig mit der Wand der zugehörigen Aufnahme ausgebildet. In einer besonders vorteilhaften Variante des Bohrwerkzeugs ist dagegen der oder jeder Vorsprung Teil eines separaten Zwischenstücks, das etwa nach Art einer Beilagscheibe zwischen die Hauptanlagefläche und die Schneidplatte einlegbar ist. Um Quer- und gegebenenfalls Tangentialkräfte von der Schneidplatte in das Bohrwerkzeug übertragen zu können, sind das Zwischenstück und die Hauptanlagefläche wiederum derart gestaltet, dass sie formschlüssig ineinander greifen.

Die Ausbildung des oder jeden Vorsprungs an dem separaten Zwischenstück hat insbesondere den Vorteil, dass das Zwischenstück aus einem anderen Material hergestellt werden kann als das restliche Bohrwerkzeug. Zweckmäßigerweise ist das Zwischenstück hierbei insbesondere im Sinne einer besonders hohen Verschleißfestigkeit aus einem härteren Material gebildet als die Hauptanlagefläche. Das separate Zwischenstück hat insbesondere den Vorteil, dass es bei Abnutzung einfach ausgetauscht werden kann, während die restlichen Bestandteile des Bohrwerkzeugs weiter genutzt werden können. Das Zwischenstück hat zudem die positive Nebenwirkung, dass es die Aufnahme gegen Erosion durch Kühlflüssigkeit und Spanabrieb schützt. Hierzu ist es in zweckmäßiger Ausführung derart dimensioniert, dass es im Montagezustand mit einer Seitenwand etwa bündig mit der Wand einer Spannut abschließt. Die obige Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Bohrwerkzeug der vorstehend beschriebenen Art, in dessen Aufnahme oder Aufnahmen Geweils) eine Schneidplate der vorstehend beschriebenen Art eingesetzt ist. In anderer Formulierung wird die obige Aufgabe auch durch die Verwendung einer Schneidplatte der vorstehend beschriebenen Art als Einsatz in einem Bohrwerkzeug der vorstehend beschriebenen Art gelöst.

Beschreibung der Figuren

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung eine Mehrfachwechselschneidplatte,

Fig. 2 in perspektivischer Darstellung ein Bohrwerkzeug mit zwei Aufnahmen, in deren jede die Schneidplatte gemäß Fig. 1 einsetzbar ist,

Fig. 3 in perspektivischer Darstellung das Bohrwerkzeug gemäß Fig. 2 in einer demgegenüber gedrehten Orientierung,

Fig. 4 in Darstellung gemäß Fig. 3 das Bohrwerkzeug gemäß Fig. 2 mit zwei in die Aufnahmen eingesetzten Schneidplatten gemäß Fig. 1 ,

Fig. 5 in Darstellung gemäß Fig. 3 das Bohrwerkzeug gemäß Fig. 2 mit eingesetzten Schneidplatten in einer von Fig.1 abweichenden Ausführung,

Fig. 6 in Darstellung gemäß Fig. 3 eine abgewandelte Ausführungsform des Bohrwerkzeugs mit zwei eingesetzten Schneidplatten gemäß Fig. 5,

Fig. 7 in Darstellung gemäß Fig. 2 eine weitere Ausführungsform des Bohrwerkzeugs,

Fig. 8 in Darstellung gemäß Fig. 3 eine weitere Ausführungsform des Bohrwerkzeugs mit eingesetzten Schneidplatten gemäß Fig. 5, und

Fig. 9 eine schematische Darstellung der Schneidplatte gemäß Fig. 1 mit diversen Angaben zur Positionierung derselben bezüglich des Bohrwerkzeugs. Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die in Fig. 1 dargestellte (Mehrfachwechsel-)Schneidplatte 1 hat quer zu einer Plattenachse 2 näherungsweise einen Querschnitt in Form eines gleichseitigen Dreiecks. In Richtung der Plattenachse 2 gesehen wird die Schneidplatte 1 begrenzt durch zwei Stirnflächen 3, die durch drei Seitenflächen 4 verbunden wer^ den.

Jede der beiden Stirnflächen 3 hat näherungsweise wiederum die Form eines gleichseitigen Dreiecks, wobei die Ecken der Dreiecksform aber durch Abfasun- gen 5„abgeschnitten" oder ausgerundet sind. Die den Übergang zwischen den Stirnflächen 3 zu den umgebenden Seitenflächen 4 bildenden Kanten sind über die gesamte Kantenlänge als Hauptschneiden 6 ausgebildet. Die Schneidplatte 1 umfasst entsprechend sechs Hauptschneiden 6. An den je zwei Seitenflächen 4 verbindenden Seitenkanten der Schneidplatte 1 ist zu jeder der Hauptschneiden 6 jeweils eine korrespondierende Nebenschneide ausgebildet. Im Inneren ist jede Stirnfläche 3 mit einer bezüglich der Plattenachse 2 zentrierten Ausnehmung 7 versehen. Die Ausnehmung 7 hat die Form eines gleichsinnig mit der jeweiligen Stirnfläche 3 ausgerichteten gleichseitigen Dreiecks.

Die Schneidplatte 1 ist ferner koaxial zur Plattenachse 2 mit einer zentralen Bohrung 8 durchsetzt. Die beiden Mündungen der Bohrung 8 sind hierbei jeweils in die jeweilige Ausnehmung 7 einbeschrieben, tangieren also an allen drei Seiten die Wände der Ausnehmungen 7.

Die Schneidplatte 1 hat insgesamt etwa die Form eines aus zwei Teilkörpern 9 zusammengesetzten Körpers, wobei die Teilkörper die Form von Pyramidenstümpfen mit dreieckiger Basis haben und Kopf an Kopf, d.h. mit der jeweils klei- neren Fläche, unmittelbar aneinandergesetzt sind. Jede der Seitenflächen 4 besteht daher aus jeweils zwei Teilflächen, die entlang der Mittelebene 10 der Schneidplatte 10 stumpfwinklig aufeinander stoßen. Infolge der Pyramidenstumpf- Form der Teilkörper 9 ist zwischen jeder Stirnfläche 3 und jeweils angrenzenden Teilflächen der Seitenflächen 4 stets ein spitzer Winkel gebildet. Hierdurch hat jede Schneidkante 6 einen 90° unterschreitenden Keilwinkel.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 sind die beiden Stirnflächen 3 fluchtend ausgerichtet, so dass je zwei dieselbe Seitenfläche 4 begrenzende Hauptschneiden 6 parallel verlaufen. Die beiden Stirnflächen 3 können abweichend hiervon aber auch geringfügig gegeneinander um die Plattenachse 2 verdreht sein.

In jedem Fall ist die Schneidplatte 1 aber symmetrisch bezüglich einer 120°- Drehung um die Plattenachse 2 ausgebildet. Zudem ist die Schneidplatte 1 symmetrisch bezüglich einer 180°-Drehung um eine zur Plattenachse 2 senkrechte Drehachse 11 ausgebildet.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel der Schneidplatte 1 läuft die Drehachse 11 innerhalb der Mittelebene 10 durch eine (beliebige) Ecke der Schneidplatte 1 sowie durch den Schnittpunkt der Plattenachse 2 mit der Mittelebene 10.

Infolge der beschriebenen Symmetrieeigenschaften kann die Schneidplatte 1 sechsfach auf sich selbst abgebildet werden. Mit anderen Worten existieren zusätzlich zu der in Fig. 1 dargestellten Orientierung der Schneidplatte 1 fünf weitere Orientierungen, die geometrisch von der in Fig. 1 gewählten Darstellung ununter- scheidbar sind.

Das in Fig. 2 und 3 dargestellte Bohrwerkzeug 12 umfasst einen in grober Näherung zylinderförmigen Schaft 13, in dessen Mantelfläche zwei gewendelte und bezüglich einer Werkzeugachse 14 diametral verlaufende Spannuten 15 eingebracht sind. Die Fig. 2 und 3 zeigen ausschnitthaft einen Kopfbereich des Schaftes 13, der die eigentliche Arbeitsspitze des Bohrwerkzeugs 12 darstellt. Wie den Fig. 2 und 3 zu entnehmen ist, münden die Spannuten 15 in einer kopfseitigen Stirnfläche 16 und unterteilen diese in zwei nachfolgend als Freiflächen 17a und 17b bezeichnete Teilabschnitte. In jeder der Freiflächen 17a und 17b ist hierbei eine Aufnahme 18a und 18b eingebracht, in die jeweils eine Schneidplatte 1 einsetzbar ist. In der Ausführungsform gemäß Fig. 2 und 3 hat das Bohrwerkzeug 12 selbst keine Schneiden. Es dient vielmehr lediglich als Halter für die Schneidplatten 1 .

Jede der Aufnahmen 18a und 18b hat eine hinsichtlich ihrer Form den Stirnflächen 3 entsprechende, somit nährungsweise in Form eines gleichseitigen Dreiecks ausgeführte Hauptanlagefläche 19, die als Widerlager oder Gegenanlageflä- che für eine der Stirnflächen 3 dient. Die Hauptanlagefläche 19 jeder Aufnahme 18a, 18b wird jeweils zweiseitig von Seitenwänden 20a bzw. 20b umgeben. Zu der dritten Seite hin ist jede der Aufnahmen 18a und 18b zu der - in bestimmungsgemäßer Rotationsrichtung des Bohrwerkzeugs 12 - jeweils vorauseilenden Spannut 15 hin offen.

Die jeweilige Hauptanlagefläche 19 der Aufnahmen 18a und 18b ist in ihrem Zentrum jeweils mit einer Gewindebohrung 21 versehen, die mit der Durchgangsbohrung 8 der zugehörigen Schneidplatte 1 korrespondiert. Die Gewindebohrung 21 ist jeweils von einem ein gleichseitiges Dreieck bildenden Vorsprung 22 umgeben. Jeder der Vorsprünge 22 ist hierbei komplementär zu den Ausnehmungen 7 der Schneidplatte 1 ausgebildet und wirkt bestimmungsgemäß mit einer dieser Ausnehmungen 7 zur Bildung eines Formschlusses zusammen.

Aus Fig. 2 und 3 ist weiterhin zu erkennen, dass die innen liegende Ecke sowie die nacheilende Ecke jeder Aufnahme 18a und 18b ausgehöhlt sind, um Freiraum für die entsprechenden Eckbereiche der einzulegenden Schneidplatte 1 zu bilden. Ferner sind in Fig. 2 und 3 zwei Mündungen von Kanälen 23 für Kühl- und/oder Schmiermittel zu erkennen, wobei jeweils einer dieser Kanäle 23 nacheilend zu einer der Aufnahmen 18a und 18b in die jeweils zugehörige Freifläche 17a bzw. 17b mündet. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 und 3 sind die beiden Aufnahmen 18a und 18b radial zueinander versetzt in der Stirnfläche 16 angeordnet. Die erste Aufnahme 18a ist derart angeordnet, dass ihre äußere Ecke unmittelbar bis zum Außenumfang 24 des Schaftes (verallgemeinernd auch als Werkzeugaußenumfang bezeichnet) reicht. Die Aufnahme 18a dient somit zur außenschneidenden Positionierung der Schneidplatte 1 . Die zweite Aufnahme 18b ist dagegen derart in der Stirnfläche 16 angeordnet, dass ihre äußere Ecke zu dem Außenumfang 24 beabstandet ist. Diese Aufnahme 18b dient somit zur innenschneidenden Positionierung der Schneidplatte 1. Beide Aufnahmen 18a und 18b sind im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 derart angeordnet, dass darin die Schneidplatte 1 bestimmungsgemäß in liegender Lage bezüglich der Werkzeugachse 14 positioniert wird. Die Hauptanlageflächen 19 beider Aufnahmen 18a und 18b sind entsprechend etwa senkrecht zur Werkzeugachse 14 ausgerichtet.

Fig. 4 zeigt das Bohrwerkzeug 12 mit den liegend bezüglich der Werkzeugachse 14 in den Aufnahmen 18a und 18b eingesetzten Schneidplatten 1. Erkennbar ist in dieser Darstellung insbesondere, dass jede der Schneidplatten 1 formschlüssig in der zugeordneten Aufnahme 18a bzw. 18b einliegt, wobei die Seitenwände 20a bzw. 20b der Aufnahmen 18a und 18b je zwei Seitenflächen 4 dicht flankieren. Ungeachtet der zweiseitigen Anlage jeder Schneidplatte 1 an den angrenzenden Seitenwänden 20a und 20b erfolgt die Einleitung der auf die Schneidplatten 1 quer und tangential zur jeweiligen Plattenachse 2 wirkenden Kräfte in das Bohrwerkzeug 12 vorrangig über einen Formschluss, der zwischen jeweils zwischen einer Ausnehmung 7 jeder Schneidplatte 1 und dem darin eingreifenden Vorsprung 22 gebildet ist. Die Seitenwände 20a bzw. 20b der Aufnahmen 18a und 18b werden hierdurch entlastet. Dies ist insbesondere für die äußere Aufnahme 18a von Bedeutung, zumal - wie insbesondere aus Fig. 4 erkennbar ist - deren äußere Seitenwand 20a aufgrund der Nähe zum Außenumfang 24 eine nur sehr geringe Materialstärke aufweist.

In Fig. 4 sind ferner zwei Spannschrauben 25 erkennbar, die durch die Durchgangsbohrung 8 einer zugeordneten Schneidplatte 1 hindurchgeführt, und in der dahinter liegenden Gewindebohrung 21 der zugeordneten Aufnahme 18a bzw. 18b verschraubt sind. Die Schneidplatten 1 werden somit durch die Spannschrauben 25 in der jeweils zugeordneten Aufnahme 18a und 18b eingespannt.

Fig. 5 zeigt das bereits im Zusammenhang mit den Fig. 2 bis 4 beschriebene Bohrwerkzeug 12 mit eingesetzten Schneidplatten 1 , wobei diese Schneidplatten 1 hier in einer von Fig. 1 abweichenden Ausführungsform vorliegen. Die in Fig. 5 dargestellten Schneid platten 1 unterscheiden sich von der im Zusammenhang mit Fig.1 beschriebenen Ausführungsform dahingehend, dass in jeder Seitenfläche 4 anstelle einer einzigen Nut zwei parallele und durch einen Mittelsteg 26 getrennte Spanformnuten 27 vorgesehen sind. Jeweils eine der Spanformnuten 27 grenzt hierbei an eine zugeordnete Stirnfläche 3 an. Die zwischen jeder Stirnfläche 3 und der jeweils angrenzenden Spanformnut 27 gebildete Hauptschneide 6 ist hierdurch wiederum mit einem spitzen Keilwinkel ausgebildet.

Im Übrigen gleicht die in Fig. 5 dargestellte Schneidplatte 1 der im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Ausführungsform. Insbesondere sind die Stirnflächen 3 dieser Schneidplatte 1 optional ebenfalls mit Ausnehmungen 7 versehen, wie sie in Fig. 1 abgebildet sind.

In Fig. 6 ist eine Variante des Bohrwerkzeugs 12 dargestellt. Diese unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen Ausführungsform im Wesentlichen dadurch, dass die zweite Aufnahme 18b gegenüber der ersten Aufnahme 18a eine um 90° gekippte Ausrichtung aufweist und entsprechend zur Montage der

Schneidplatte 1 in stehender Lage bezüglich der Werkzeugachse 14 ausgebildet ist. Die Aufnahme 18b weist hier entsprechend eine Hauptanlagefläche 19 auf, die etwa parallel zur Werkzeugachse 14, genauer etwa in axial-radialer Orientierung ausgerichtet ist. Das Bohrwerkzeug 12 ist in Fig. 6 beispielhaft mit eingesetzten Schneidplatten 1 des in Fig. 5 dargestellten Typs gezeigt.

Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform des Bohrwerkzeugs 12. Auch diese dritte Ausführungsform des Bohrwerkzeugs 12 gleicht, sofern nicht im Folgenden abweichend beschrieben, der Ausführungsform gemäß Fig. 2 und 3. Im Unterschied zu der dortigen Ausführungsform ist gemäß Fig. 7 anstelle der Vorsprünge 22 in den Hauptanlageflächen 19 der Aufnahmen 18a bzw. 18b aber jeweils eine Vertiefung 28 vorgesehen. Das Bohrwerkzeug 12 umfasst in dieser Ausführungsform zusätzlich zwei Zwischenstücke 29. Jeweils eines der beiden Zwischenstücke 29, die gleich aufgebaut sind und von denen in Fig. 7 der Einfachheit halber nur eines dargestellt ist, wird bestimmungsgemäß nach Art einer Unterlagscheibe zwischen die korrespondierende Hauptanlagefläche 19 und die darauf zu montierende Schneidplatte 1 eingelegt. Jedes der Zwischenstücke 29 hat jeweils eine (in der Perspektive gemäß Fig. 7 abgewandte) Rückseite, mit der das jeweilige Zwischenstück 29 formschlüssig in die jeweils korrespondierende Vertiefung 28 einsetzbar ist. Auf einer zu dieser Rückseite entgegengesetzten Vorderseite 30 ist der wiederum komplementär zu den Ausnehmungen 7 der Schneidplatte ΐ ausgebildete Vorsprung 22 vorgesehen. Jedes Zwischenstück 29 hat ferner eine zentrale Bohrung 31 , durch die eine der Spannschrauben 25 hindurchführbar ist.

Im Montagezustand vermitteln die einerseits in die Schneidplatte 1 und andererseits in die korrespondierende Vertiefung 28 eingreifenden Zwischenstücke 29 somit einen mittelbaren Formschluss zwischen der Schneidplatte 1 und der diese jeweils aufnehmenden Aufnahme 18a bzw. 18b.

Jedes der Zwischenstücke 29 ist derart dimensioniert, dass es im Montagezu- stand mit einer Seitenfläche 33 unmittelbar bis zur Wand der korrespondierenden Spannut 15 reicht, und vorzugsweise etwa bündig mit der Spannutwand abschließt. Die Seitenfläche 33 bildet dabei eine Art Schürze, die die Spannut 15 in dem Bereich oberhalb der Schneidplatte 1 gegen Spanabrieb schützt.

In Fig. 8 ist eine wiederum weitere Ausführungsform des Bohrwerkzeugs 12 dargestellt. Diese unterscheidet sich von den vorstehend beschriebenen Varianten des Bohrwerkzeugs 12 dadurch, dass anstelle einer äußeren Aufnahme 18a und einer inneren Aufnahme 18b zwei radialsymmetrisch zueinander angeordnete Aufnahmen 18a vorgesehen sind, die beide zur außenschneidenden Positionierung jeweils einer Schneidplatte 1 in einer bezüglich der Schaftachse 14 liegenden Lage ausgebildet sind. In einem radial inneren Bereich zwischen den auf beiden Aufnahmen 18a ist hier ein so genannter Pilot 32 vorgesehen, der mit eige- nen Haupt- und Nebenschneiden versehen ist. Der Pilot 32 ist hier als

einstückiger Bestandteil des Schaftes 13 dargestellt. Der Pilot 32 kann aber auch als separates und mit dem Schaft 13 verbindbares Teil ausgestaltet sein. Das Bohrwerkzeug 12 gemäß Fig. 8 unterscheidet sich von den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ferner dadurch, dass seine beiden diametral in die Mantelfläche des Schaftes 13 eingebrachten Spannuten 15 nicht oder nur schwach gewendelt sind. Im Übrigen gleicht auch das Bohrwerkzeug 12 gemäß Fig. 8 den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen.

Alle dargestellten Ausführungsformen des Bohrwerkzeugs 12 können sowohl mit den Schneidplatten 1 in der Ausführung gemäß Fig. 1 als auch den modifizierten Schneidplatten 1 in der Ausführung gemäß Fig. 5 bestückt werden. Zudem können die einzelnen Ausgestaltungsmerkmale der dargestellten Bohrwerkzeuge 12 und Schneidplatten 1 - soweit möglich - beliebig miteinander kombiniert werden.

In Fig. 9 ist in schematischer Darstellung angedeutet, dass die oder jede Schneidplatte 1 zumindest in der außenschneidenden Position durch die Aufnahme 18a nicht exakt senkrecht zur Werkzeugachse 14, sondern in einer zum Lot auf die Werkzeugachse 14 geringfügig angestellten Lage fixiert wird. Die vorauseilende Hauptschneide 6 der Schneidplatte 1 nimmt hierbei gegenüber dem Lot auf die Werkzeugachse 14 einen Anstellwinkel α ein, der in bevorzugter Dimensionierung einen Betrag zwischen 2° und 8°, vorzugsweise etwa 5° hat. Durch diese Schrägstellung der Schneidplatte 1 wird ein hinreichender Freigang f der Schneidplatte 1 im Bereich der von der Stirnfläche 16 abgewandten, und somit schneidtechnisch inaktiven Stirnfläche 3 erzielt.

In Fig. 9 ist außerdem erkennbar, dass die Schneidplatte auch in tangentialer Richtung geringfügig ausgestellt ist.

Claims

Ansprüche

1. Mehrfachwechselschneidplatte (1 ) für ein Bohrwerkzeug, mit zwei

planparallen sowie zu einer Plattenachse (2) senkrechten Stirnflächen (3), die jeweils eine im Wesentlichen dreieckige Außenkontur aufweisen, wobei an jeder Kante der beiden Stirnflächen (3) jeweils eine sich im Wesentlichen über die gesamte Kantenlänge erstreckende Hauptschneide (6) ausgebildet ist,

gekennzeichnet durch

eine Drehsymmetrie bezüglich einer 120°-Drehung um die Plattenachse (2) in Kombination mit einer Drehsymmetrie bezüglich einer 180°-Drehung quer zur Plattenachse (2).

2. Schneidplatte (1 ) nach Anspruch 1 ,

gekennzeichnet durch

zwei gleiche Teilkörper (9) in Form jeweils eines Pyramidenstumpfes, deren Basis durch jeweils eine der Stirnflächen (3) gebildet ist, und die kopfseitig unmittelbar oder mittelbar aneinandergesetzt sind.

3. Schneidplatte (1 ) nach Anspruch 1 oder 2,

gekennzeichnet durch

drei die Stirnflächen (3) verbindende Seitenflächen (4), in deren jeder jeweils zwei parallele und durch einen Mittelsteg (26) getrennte Spanformnuten (27) eingebracht sind, von denen jeweils eine an eine korrespondierende Stirnfläche (3) angrenzt.

4. Schneidplatte (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, dass in jeder Stirnfläche (3) eine bezüglich der Plattenachse (2) zentrierte Ausnehmung (7) oder mehrere um die Plattenachse (2) verteilte Ausnehmungen vorgesehen sind.

5. Schneidplatte (1 ) nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Ausnehmung (7) einen unrunden Querschnitt aufweist.

6. Bohrwerkzeug (12) mit einer ersten Aufnahme (18a) für eine Schneidplatte (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die erste Aufnahme (18a) eine im Wesentlichen dreieckige Hauptanlagefläche (19) zur Anlage an einer der Stirnflächen (3) der Schneidplatte (1 ) aufweist, und wobei die Hauptanlagefläche (19) zu einer Werkzeugachse (14) in einem Winkel zwischen 90° und etwa 60° ausgerichtet ist und sich im Bereich einer ihrer drei Ecken unmittelbar bis zum Werkzeugaußenumfang (24) erstreckt.

7. Bohrwerkzeug (12) nach Anspruch 6,

gekennzeichnet durch

eine zweite Aufnahme (18b) für eine Schneidplatte (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die zweite Aufnahme (18b) gegenüber der ersten Aufnahme (18a) radial einwärts versetzt angeordnet ist.

8. Bohrwerkzeug (12) nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet,

dass die zweite Aufnahme (18b) eine im Wesentlichen dreieckige Hauptanlagefläche (19) zur Anlage an einer der Stirnflächen (3) der Schneidplatte (1 ) aufweist, und wobei diese Hauptanlagefläche (19) im Wesentlichen parallel zu der Werkzeugachse (14) angeordnet ist.

9. Bohrwerkzeug (12) nach einem der Ansprüche 6 bis 8,

dadurch gekennzeichnet, dass in der Hauptanlagefläche (19) ein Vorsprung (22) zum formschlüssigen Eingriff in die korrespondierende Ausnehmung (7) der nach Anspruch 4 oder 5 ausgebildeten Schneideplatte (1) ausgebildet ist.

10. Bohrwerkzeug (12) nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Vorsprung (22) Teil eines von der Hauptanlagefläche (19) separaten Zwischenstücks (29) ist, das formschlüssig in die Hauptanlagefläche (19) einsetzbar ist.

11. Bohrwerkzeug (12) nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Zwischenstück (29) aus einen anderen, insbesondere härteren Material gebildet ist als die Hauptanlagefläche (19).

12. Bohrwerkzeug (12) nach Anspruch 10 oder 11 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Zwischenstück (29) derart in die Hauptanlagefläche (19) einsetzbar ist, dass eine Seitenwand (33) des Zwischenstücks (29) etwa bündig mit der Wand einer Spannut (15) abschließt.

13. Bohrwerkzeug (12) nach einem der Ansprüche 6 bis 12, mit einer in die oder jede Aufnahme (18a, 18b) eingesetzten Schneidplatte (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5.

14. Verwendung einer Schneidplatte (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 als Einsatz in einem Bohrwerkzeug (12) nach einem der Ansprüche 6 bis 12.