DE3211092C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Bohr- oder Schneidwerkzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 5 unter Verwendung einer Löthalterung.

Allgemein befaßt sich die Erfindung mit der Technik des Lötens bzw. Hartlötens und durch Löten bzw. Hartlöten hergestellten Werkzeugen. Dazu gehören Löthalterungen und ihre Anwendung zum Zusammenlöten von Teilen, die während eines automatischen Löt- bzw. Hartlötvorganges in einer bestimmten gewünschten Beziehung bzw. Lage zueinander gehalten werden.

Im allgemeinen werden Schneidwerkzeuge mit einem Schneidende und einem Schaft hergestellt, indem ein harter, verschleißbe­ ständiger Schneideinsatz, z. B. aus Sinterkarbid, an dem Schneid­ ende eines Schaftes, der aus einem weicheren, jedoch festeren Material wie Stahl besteht, durch Hartlötung befestigt wird. Die zueinander passenden Flächen des Einsatzes und des Schaftes bewirken in manchen Fällen die gegenseitige Positionierung der beiden Teile während des Hartlötens. In vielen Fällen läßt je­ doch die Geometrie des Werkzeugs oder der verschiedenen Teile eine Relativbewegung zwischen diesen Teilen während des Lötvor­ ganges zu, wenn nicht eine äußere Halterung verwendet wird, um die Teile ausgerichtet zu halten.

Die Erfindung befaßt sich mit dem letzteren Fall. Bei automati­ sierten Lötvorgängen wird das Lötmaterial zwischen dem Einsatz und dem Werkzeugkörper in einer ersten Station, z. B. durch Induktionserhitzung, in den geschmolzenen Zustand gebracht. Das Werkzeug wird dann in eine zweite Station bewegt, um abge­ kühlt bzw. abgeschreckt zu werden. Während dieser Bewegung von der ersten zur zweiten Station ist das Lötmaterial noch wenig­ stens teilweise geschmolzen, so daß eine Relativbewegung zwi­ schen dem Einsatz und dem Werkzeugkörper leicht stattfinden kann.

Um dieses Problem zu lösen, wurde die Anwendung von äußeren Transporthalterungen vorgeschlagen, in denen der Einsatz in Ausrichtung zum Werkzeugkörper gehalten wird, während die Ein­ heit von der Heizstation zur Kühlstation transportiert wird. Bei diesem Vorschlag sind jedoch neue Probleme aufgetreten. Es zeigte sich nämlich, daß das Flußmittel, mit dem der Werkzeug­ körper, der Einsatz und das Lötmaterial überzogen sind, um ei­ ne Verunreinigung zu verhindern, sich auf der äußeren Halterung ablagert und verhindert, daß die Halterung den Einsatz und den Werkzeugkörper in einwandfreier Weise erfaßt. Um dem abzuhel­ fen, muß der automatisierte Lötvorgang periodisch unterbrochen werden, um das Flußmittel vor der Halterung zu entfernen.

Es ist ferner bekannt, eine Materialzwischenlage zwischen dem Bohr- oder Schneidwerkzeugkörper und dem Schneideinsatz vorzu­ sehen. Zum Beispiel zeigt die DE-PS 28 706 Ib/49h einen Schneideinsatz, der durch Anlöten in einer U-förmigen Klammer bzw. Zwischenlage befestigt ist. Die den Schneideinsatz aufweisende Klammer wird anschließend in einem Schlitz befestigt, der in dem Bohr- oder Schneidwerkzeugkörper ausgebildet ist.

Weiter zeigt die CH-PS 2 27 635 eine U-förmige Lötzwischenlage, die zwischen dem Schneideinsatz und dem Bohr- oder Schneidwerk­ zeugkörper angeordnet ist. Die Lötzwischenlage wird aus einem Materialblatt geformt, das ein über die Oberfläche verteiltes Materialmuster aufweist, das aus einem Material mit einem nied­ rigen Schmelzpunkt besteht.

Nachteilig bei diesen bekannten Bohr- oder Schneidwerkzeugen ist, daß der Schneideinsatz bei der Herstellung zuerst in der Löt­ zwischenlage und anschließend die Lötzwischenlage nochmals in dem Bohr- oder Schneidwerkzeugkörper exakt positioniert werden muß. Folglich können bei der Herstellung leicht unterschiedli­ che Relativstellungen zwischen dem Schneideinsatz und dem Bohr- oder Schneidwerkzeugkörper auftreten.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Bohr- oder Schneid­ werkzeug zu schaffen, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellun­ gen anzugeben, bei dem während des automatisierten Lötvorgan­ ges die vorgeschriebene Relativstellung zwischen Werkzeugkör­ per und verschleißbeständigem Schneideinsatz genau eingehalten ist, um auf diese Weise die einfache und wirtschaftliche Her­ stellung von hochwertigen Bohr- und Schneidwerkzeugen zu ermög­ lichen.

Die Aufgabe wird bei dem gattungsbildenden Bohr- oder Schneid­ werkzeug durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Das Verfahren zur Herstellung eines Bohr- und Schneidwerkzeuges ist im Patentanspruch 5 angegeben.

Die Löthalterung nach der Erfindung weist einen ersten Abschnitt zum Halten und Ausrichten des Schneideinsatzes in einer bestimm­ ten Position während des Befestigens sowie einen zweiten Ab­ schnitt auf, der die Position während des Lötvorganges in be­ zug auf den Bohr- oder Schneidwerkzeugkörper bestimmt.

Bei der erfindungsgemäßen Löthalterung werden also die zwei zu verlötenden Teile ohne äußere Halterung in Stellung zueinander gehalten. Die erfindungsgemäße Halterung wird integrierter Be­ standteil der verlöteten Teile. Bei der erfindungsgemäßen Löt­ halterung erstreckt sich ein erster Flügel bis an den Werkzeug­ körper, um so die Lage der Löthalterung und des sehr verschleiß­ beständigen Einsatzes während des Lötvorganges aufrechtzuerhal­ ten.

Ferner erstreckt sich ein zweiter Flügel von der Halterung fort, um den Einsatz im Inneren der Halterung während des Lötvorgan­ ges festzuhalten.

Durch die Erfindung können Schneidwerkzeuge durch Hartlöten hergestellt werden, indem in einfacher Weise ein verschleiß­ beständiger Einsatz durch Schnappsitz in einer Halterung befe­ stigt wird und die Halterung durch Schnappsitz auf dem Werk­ zeugkörper befestigt wird, woraufhin die so gebildete Gesamt­ heit durch Hartlöten vereinigt wird. Während des automatischen Lötvorgangs sind keine externen Halterungen erforderlich, da die Flügel eine ausreichende Strukturfestigkeit besitzen, um während der beim Löten auftretenden Temperaturen den Einsatz relativ zu dem Werkzeugkörper festzuhalten, auch wenn das Löt­ material geschmolzen ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Halterung aus einem gebogenen Metallblech gebildet, das aus zwei Werkstoffen mit unterschiedlichen Schmelzpunkten besteht. Der Werkstoff mit der niedrigeren Schmelztemperatur ist das Lötmaterial, während der Werkstoff mit dem höheren Schmelzpunkt die Lage des Einsat­ zes relativ zu dem Werkzeugkörper aufrechterhält, während die Löttemperaturen auftreten.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform umfaßt die Hal­ terung eine Federklammer und davon getrennte Lötmittel.

Durch Anwendung der erfindungsgemäßen Halterung und des erfin­ dungsgemäßen Herstellungsverfahrens wird ein Schneidwerkzeug geschaffen, bei dem ein sehr verschleißfester Einsatz an einem Werkzeugkörper durch Hartlöten angebracht ist, wobei die Flügel an der Löthalterung sich von dem Einsatz fort erstrecken und an dem Werkzeugkörper in Anlage sind.

Einzelheiten mehrerer Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und Zeichnung, auf die Be­ zug genommen wird. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine isometrische Ansicht der erfindungsgemäßen Löthal­ terung;

Fig. 2 eine Seitenansicht der in Fig. 1 gezeigten Löthalterung, in der ein Einsatz mit hoher Verschleißfestigkeit gehal­ tert ist;

Fig. 3 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Schneidwerk­ zeugs, das unter Anwendung der in Fig. 1 gezeigten Löt­ halterung hergestellt wurde;

Fig. 4 eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Löt­ halterung;

Fig. 5 eine Draufsicht des in Fig. 3 gezeigten Schneidwerk­ zeugs, das unter Anwendung der in Fig. 4 gezeigten Löt­ halterung hergestellt wurde;

Fig. 6 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Löthalterung;

Fig. 7 eine Draufsicht des in Fig. 3 gezeigten Schneid­ werkzeugs, das unter Anwendung der in Fig. 6 ge­ zeigten Löthalterung hergestellt wurde;

Fig. 8 eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schneidwerkzeugs mit einer anderen erfindungsgemäßen Löthalterung; und

Fig. 9 eine um 90° gegenüber Fig. 8 verdrehte Ansicht der in dieser Figur gezeigten Ausführungsform.

In Fig. 3 ist ein Bohreisen 1 gezeigt. Dieses Werkzeug ist zur Drehung um seine Achse A ausgebildet. Am Arbeitsende des Werkzeugkörpers 3 weist dieses Werkzeug einen Einsatz 5 zwi­ schen zwei Zinken 19 auf. Der Einsatz weist zwei Schneidkanten 7 auf, die nach rückwärts abgeschrägt sind, während sie sich radial auswärts erstrecken. Das Bohreisen 1 arbeitet hervor­ ragend, wenn der Einsatz 5 auf der Rotationsachse A zentriert ist.

Derartige Werkzeuge sind, wie eingangs erwähnt wurde, nicht mit integrierten Halterungsmitteln zum Halten des Einsatzes 5 in der gewünschten Lage während des Lötvorganges versehen.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ist erfindungsgemäß eine Löthalte­ rung 9 vorgesehen, die mit Mitteln versehen ist, um die Lage des Einsatzes 5 in bezug auf den Werkzeugkörper 3 auf­ rechtzuerhalten.

Es wird nun auf Fig. 1 Bezug genommen. Die Löthalterung 9 umfaßt ein Teil aus Metallblech, das so gebogen und geknickt wurde, daß es einen im wesentlichen flachen Sockelteil 11 aufweist. Auf beiden Seiten des Sockelteils 11 erstrecken sich Schenkel 13. Diese Schenkel erstrecken sich im wesent­ lichen senkrecht zur Ebene des Sockelteils 11. An den einander gegenüberliegenden Enden der Schenkel 13 befinden sich Flügel 17, die von den Schenkeln abgewinkelt über die Enden des Sockelteils 11 hinausstehen.

Diese Flügel 17 sind so positioniert, daß sie einen sehr ver­ schleißfesten Einsatz 5 dazwischen aufnehmen und im wesentli­ chen in einer festen Lage halten. Von den Enden des Sockelteils 11 erstrecken sich Füße 15 nach unten. Die Füße haben einen Abstand voneinander, der im wesentlichen gleich dem Durch­ messer des Werkzeugkörpers 3 oder etwas kleiner als dieser ist.

Es wird nun auf Fig. 2 Bezug genommen. Der Einsatz 5 ist in die Halterung 9 so eingeschoben, daß er auf seinen Seiten zwischen den Schenkeln 13 und an seinen Enden zwischen den Flügeln 17 festgehalten ist. Die Füße 15 erstrecken sich nicht oder nur kaum über die Außenenden des Einsatzes 5 hinaus und sind um etwa 90 von dem Sockelteil 11 abgebogen.

Es wird nun erneut auf Fig. 3 Bezug genommen. Der harte, verschleißbeständige Einsatz 5 und die Löthalterung 9 bilden zusammen eine Einheit, die zwischen die beiden Zinken 19 am Arbeitsende des Werkzeugkörpers 3 eingeschoben sind. In der Zeichnung ist ein Zinken 19 gezeigt, während der andere Zinken 19 hinter dem Einsatz 5 verborgen ist und in dem Quadran­ ten liegt, der demjenigen gegenüberliegt, in dem sich der sichtbare Zinken befindet.

Wie die Zeichnung zeigt, haben die Füße 15 eine solche Größe, daß sie über die Außenabmessung des Werkzeugkörpers 3 ge­ schoben werden können und an diesem in Anlage sind, so daß der Einsatz 5 in einer vorbestimmten Lage auf den Werkzeug­ körper 3 aufgeschoben ist und auf diese Weise auf der Rota­ tionsachse A zentriert ist.

Sobald die Einheit so zusammengefügt ist, werden der Einsatz 5, die Halterung 9 und das Arbeitsende des Werk­ zeugkörpers 3 mit Flußmittel überzogen, auf die Löttempera­ tur erhitzt und dann abgekühlt bzw. abgeschreckt. Die er­ findungsgemäße Halterung 9 ermöglicht die Durchführung dieses Lötvorganges auf vollautomatische Weise. Da keine äußere Halterung erforderlich ist, um den Einsatz 5 in bezug auf den Werkzeugkörper 3 in Stellung zu halten, während das Löt­ material geschmolzen wird, entfällt das Erfordernis, den Lötvorgang anzuhalten, um von äußeren Halterungen angesammel­ tes Flußmittel zu entfernen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Halterung 9 aus zwei Stoffen hergestellt, die verschiedene Schmelzpunkte aufweisen. Der erste Stoff, der den niedrigeren Schmelzpunkt aufweist, ist das Lötmaterial, während der zweite Stoff, der den höheren Schmelzpunkt aufweist, eine ausreichende Festig­ keit bei Löttemperaturen aufweist, um den Einsatz 5 am Werk­ zeugkörper 3 festzuhalten, während das Lötmaterial geschmol­ zen ist. Vorzugsweise wird die Halterung 9 aus einem blech­ förmigen Material gebildet, das den höheren Schmelzpunkt auf­ weist und beidseitig mit dem Lötmaterial beschichtet ist.

Es wird nun auf Fig. 4 Bezug genommen. Die dort gezeigte andere Ausführungsform der Halterung 40 weist ebenfalls einen Sockelteil 42 auf. An den beiden Seiten des Sockelteils 42 erstrecken sich Schenkel 44 im wesentlichen senkrecht zur Ebene des Sockelteils 42 nach oben. An den Außenenden der Schenkel 44 befinden sich Flügel 46, die dazu dienen, den Einsatz in der Halterung 40 in Stellung zu bringen, ebenso wie die Flügel 17 bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2.

Die Halterung 40 unterscheidet sich jedoch von der Halte­ rung 9 darin, daß die zum Einsetzen der Halterung und des Einsatzes in der geeigneten Stellung am Werkzeugkörper ver­ wendeten Flügel sich nicht an den einander gegenüberlie­ genden Enden des Sockelteils befinden, sondern an den Schenkeln 44. Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, erstrecken sich die Flügel 48 vom Innenrand der Schenkel 44 auswärts und sind so konstruiert, daß sie gegen die im wesentlichen senkrechten Oberflächen 50 an den Zinken 19 des Werkzeugkör­ pers 3 anstoßen, wie in Fig. 5 gezeigt ist.

Eine weitere Ausführungsform der Löthalterung ist in Fig. 6 gezeigt. Bei dieser Halterung 60 sind die Flügel an den Enden des Sockelteils durch Flügel 62 an den Außenenden der Schenkel 64 ersetzt. Die Flügel 62 erstrecken sich seitlich vom Sockelteil 66 und den Schenkeln 64 und entgegengesetzt zu den Flügeln 68 fort, die an den Enden des Einsatzes 5 in Anlage kommen. Wie aus Fig. 7 ersichtlich ist, liegen die Flügel 62 radial einwärts von den Flügeln 68 und sind am Außenumfang des Werkzeugkörpers 3 in Anlage, wodurch die Halterung und der Einsatz an dem Werkzeugkörper 3 zentriert sind.

Beim Lötvorgang werden die Flügel 17, 46 bzw. 68 an den Außenenden des Einsatzes 5 angelötet. Anschließend können sie abgeschliffen werden, da sie ihren Zweck erfüllt haben und beim Bohrvorgang, wenn sie nicht entfernt würden, schnell durch Verschleiß entfernt werden würde.

In den Fig. 8 und 9 ist eine weitere vorteilhafte Ausführungs­ form des Schneidwerkzeuges und der erfindungsgemäßen Halte­ rung gezeigt. Bei dieser Ausführungsform umfaßt die Halte­ rung eine Federklammer 80 und davon getrennt Scheiben 82 aus Lötmaterial. Die Federklammer 80 umfaßt einen flachen Sockelteil 84 mit an seinen Enden gebildeten Flügeln. Die Flügel sind durch Biegen so geformt, daß sie nach unten sich erstreckende Flügel 86 bilden, die elastisch am Außenumfang des Werkzeugkörpers 3 anliegen, und nach oben sich erstreckende Flügel 88 bilden, die elastisch an den Enden eines harten, verschleißbeständigen Einsatzes 5 anliegen, der zwischen den Flügeln 88 gehalten ist. Die aus dem Einsatz 5 und der Federklammer 80 gebildete Einheit wird zwischen den Zinken 19 am Arbeitsende des Werkzeugkörpers 3 angeordnet. Zwischen den Zinken 19 und der aus der Federklammer 80 und dem Einsatz 5 gebildeten Einheit werden die Scheiben 82 aus Lötmaterial angeordnet. Diese Scheiben 82 umfassen vorzugsweise eine Innenschicht aus einem Material mit höherem Schmelzpunkt, die mit Außenschichten eines Materials mit niedrigerem Schmelzpunkt bedeckt ist. Die Federklammer 80 ist vorzugs­ weise aus Federstahlblech gebildet. Nach dem Abschluß des Lötvorganges können die Flügel 88 und 86 entfernt werden, wobei der Einsatz 5 und der flache Sockelteil 84 zwischen den Zinken 19 durch die Lötscheiben 82 eingelötet sind.

Claims (10)

1. Bohr- oder Schneidwerkzeug mit einem Werkzeugkörper, der an seinem Arbeitsende mit einem harten, verschleißbe­ ständigen Einsatz versehen ist, der an dem Arbeitsende un­ ter Einfügung zumindest einer Zwischenlage angelötet ist, mit einer Einrichtung zum Halten des Einsatzes in einer vor­ bestimmten Position bezüglich der zumindest einen Zwischen­ lage, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Zwischen­ lage Teil einer Löthalterung (9) ist, welche die Einrich­ tung zum Halten des Einsatzes umfaßt, wobei die Einrichtung einen ersten Abschnitt (17, 46, 68) zum Halten des Einsatzes (5) während des Lötens in einer ersten vorbestimmten Posi­ tion innerhalb der Löthalterung und einen zweiten Abschnitt (15, 48, 62) zum Halten der Löthalterung, in der der Einsatz (5) positioniert ist, in einer zweiten vorbestimmten Posi­ tion bezüglich des Werkzeugkörpers (3) während des Lötens umfaßt.

2. Bohr- oder Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich von dem Arbeitsende des Werkzeug­ körpers (3) Zinken (19) fort erstrecken, zwischen denen ein Schlitz zur Aufnahme des Einsatzes (5) gebildet ist, und daß die Löthalterung (9) an den Zinken (19) und an dem Einsatz (5) angelötet ist.

3. Bohr- oder Schneidwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Löthalterung (9) einen flachen Sockelteil (11) und von diesem abgewinkelte Schenkel (13, 44, 64) aufweist.

4. Bohr- oder Schneidwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sockelteil (11) der Löthalterung (9) von einem Metallblechabschnitt gebildet ist, der zwischen dem Boden des Schlitzes und dem Einsatz (5) angeordnet ist.

5. Verfahren zur Herstellung eines Bohr- oder Schneid­ werkzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Einsatz (5) in die Löthalterung (9) in die erste vorbestimmte Position eingesetzt wird, daß die Löt­ halterung (9) dann auf den Werkzeugkörper (3) in die zweite vorbestimmte Position aufgeschoben wird, und daß der Ein­ satz (5) und die Löthalterung (9) dann an dem Werkzeugkör­ per (3) angelötet werden.

6. Löthalterung zur Verwendung bei der Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen flachen Sockelteil (11) und von diesem abgewinkelte Schenkel (13, 44, 64) aufweist.

7. Löthalterung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an wenigstens zwei einander gegenüberliegenden Enden der Schenkel (13, 44, 64) abgewinkelte Flügel (17, 46, 68) angeordnet sind, die entgegengesetzten Richtungen zugewandte Anlageflächen aufweisen.

8. Löthalterung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Sockelteil (84) Federklammern (80) trägt, die mit elastischen Flügeln (86, 88) versehen sind, welche seitlich an dem Einsatz (5) bzw. an dem Schaft des Werkzeug­ trägers (3) anliegen und nach Beendigung des Lötvorganges entfernbar sind.

9. Löthalterung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Metallblechmaterial gebildet ist.

10. Löthalterung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallblechmaterial eine Innenschicht aus einem Stoff mit höherem Schmelzpunkt als das Lötmaterial aufweist, welches durch Aufbringen von Außenschichten auf die Innen­ schicht gebildet ist.