Schneidwerkzeug mit innenliegenden, spiralförmig verlau ^¬ fenden Kühlmittelkanälen mit sich veränderndem Steigungs ^¬ winkel Die Erfindung betrifft ein Schneidwerkzeug mit innenlie ^¬ genden, spiralförmig verlaufenden Kühlmittelkanälen mit sich veränderndem Steigungswinkel.

Aus der DE 40 21 383 AI sind bereits ein Hartmetall- oder Keramikstab, ein Verfahren zu seiner Herstellung und ein Strangpresswerkzeug zur Durchführung des Verfahrens be ^¬ kannt. Dieser Hartmetall- oder Keramikstab weist mindes ^¬ tens eine schraubenförmige Innenbohrung und eine glatte Außenfläche auf. Zur Herstellung dieses Stabes wird plas- tifizierte Strangpressmasse durch eine Düse mit glattem Kanal gepresst. Innerhalb der Düse ist eine Dralleinrich ^¬ tung eingerichtet. Diese Dralleinrichtung zwingt der Strangpressmasse eine Drallbewegung auf oder aber die Dralleinrichtung wird durch die Strangpressmasse in Dre- hung gesetzt. In den Massenstrom ragt fadenförmiges Mate ^¬ rial oder es wird über die Kanäle fadenförmiges Material in den Massenstrom eingepresst. Dieses Material folgt der Drall- bzw. Drehbewegung und erzeugt die schraubenförmi ^¬ gen Innenbohrungen. Das Strangpresswerkzeug weist einen innenliegenden Dorn auf, an dem die Dralleinrichtung, die als Drallschnecke ausgebildet ist, drehfest oder drehbar angeordnet ist.

Aus der DE 199 42 966 AI sind ein Verfahren und eine Vor- richtung zur Herstellung eines Sintermetall-Rohlings mit innenliegenden, wendeiförmigen Ausnehmungen bekannt. Bei diesem Verfahren wird der mit plastischer Konsistenz vor ^¬ liegende Körper zunächst mit einem im Wesentlichen gerad- linigen Verlauf der Innenausnehmung hergestellt. An ^¬ schließend wird der Körper auf eine bestimmte Länge abge ^¬ längt und schließlich unter Abstützung über seine ganze Länge auf einer Auflage mittels einer Reibflächenanord- nung einer Wälzbewegung unterworfen, deren Geschwindig ^¬ keit sich über die Länge des Körpers linear und stetig ändert, so dass der Körper gleichmäßig verdrillt wird.

Aus der DE 100 40 309 Cl sind ein Herstellungsverfahren für einen Sinterstab und ein Sinterstab bekannt. Zur Her ^¬ stellung dieses Sinterstabes mit einer Stabachse wird pastöses Sintermaterial extrudiert. Dabei wird in das Sintermaterial mindestens ein parallel und exzentrisch zur Stabachse verlaufender Kanal mit einem Kanalquer- schnitt eingebracht, der nicht kreisförmig ist. Der Kanal weist ferner eine Außenkante auf, die nicht konzentrisch zur Stabachse verläuft. Eine ggf. vorhandene Längsachse des Kanals verläuft ebenfalls nicht konzentrisch zur Sta ^¬ bachse. Das extrudierte Sintermaterial wird auf eine Stablänge abgelängt und dann mit einem über die Stablänge konstanten Drall verdrallt. Das verdrallte Sintermaterial wird schließlich zum Sinterstab gesintert.

Aus der DE 102 02 954 AI sind ein stabförmiger Bohrer und ein Verfahren zu seiner Herstellung bekannt. Dieser stab- förmige Bohrer besteht aus Hartmetall oder Keramik und weist in Längsrichtung einen ersten und einen zweiten Endbereich auf, wobei der zweite Endbereich mit einer Schneidkante versehen ist. Des Weiteren weist der Bohrer in Längsrichtung an seinem Außenumfang mindestens eine Spankammer auf. Ferner hat er mindestens eine in Längs ^¬ richtung verlaufenden Innenausnehmung, durch welche Kühl ^¬ flüssigkeit oder Schmiermittel in den Schneidenbereich des Bohrers gebracht werden kann. Die Querschnittsfläche der Innenausnehmung im zweiten Endbereich des Bohrers ist größer als die Querschnittsgröße der Innenausnehmung im ersten Endbereich des Bohrers. Aus der DE 10 2008 033 413 AI sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines aus plastischer Masse bestehenden kreiszylindrischen Körpers mit innenliegenden wendeiförmigen Ausnehmungen bekannt. Dieser Körper wird zunächst mit einem geradlinigen Verlauf der Innenausneh- mung hergestellt, beispielsweise extrudiert. Danach er ^¬ folgt ein Ablängen des Körpers auf eine bestimmte Länge. Anschließend wird der abgelängte Körper unter Abstützung über seine ganze Länge auf einer Auflage mittels einer Reibflächenanordnung einem Wälzvorgang unterworfen. Die ^¬ ser Wälzvorgang erfolgt in mehreren Schritten, wobei in einem ersten Schritt eine Wälzbewegung unter Verwendung einer ersten Drehachse und in einem zweiten Schritt eine Wälzbewegung unter Verwendung einer zweiten, von der ers- ten Drehachse verschiedenen Drehachse erfolgt.

Alle vorgenannten Verfahren sind derart ausgelegt, dass beim resultierenden Endprodukt die innenliegenden, wen ^¬ deiförmigen Ausnehmungen über die gesamte Länge des re- sultierenden Endproduktes einen konstanten Steigungswin ^¬ kel aufweisen, wobei der Steigungswinkel der Winkel zwi ^¬ schen der Mittelachse des Endproduktes und dem Kanalver ^¬ lauf ist. Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfin ^¬ dung die Aufgabe zugrunde, ein mit innenliegenden, spi ^¬ ralförmig verlaufenden Kühlmittelkanälen ausgestattetes Schneidwerkzeug anzugeben, dessen Gebrauchsfähigkeit ver ^¬ bessert ist.

Diese Aufgabe wird durch ein Schneidwerkzeug mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist bei einem Schneid ^¬ werkzeug, welches einen Schaftbereich und einen Arbeits ^¬ bereich aufweist und welches mit einem oder mehreren in- nenliegenden, spiralförmig um die Mittelachse verlaufen ^¬ den, sich über die gesamte Länge des Schneidwerkzeugs er ^¬ streckenden Kühlmittelkanälen ausgestattet ist, der Stei ^¬ gungswinkel der Kühlmittelkanäle im Arbeitsbereich größer als im Schaftbereich.

Die Vorteile eines derartigen Schneidwerkzeugs bestehen darin, dass der Austrittswinkel des jeweiligen Kühlmit ^¬ telkanals im Arbeitsbereich des Schneidwerkzeugs, wo ein vergleichsweise großer Steigungswinkel vorteilhaft ist, an die dort während des Arbeitsbetriebes herrschenden Be ^¬ dingungen angepasst werden kann, wobei durch den kleine ^¬ ren Steigungswinkel im Schaftbereich erreicht wird, dass dort der Transport des Kühlmittels durch den jeweiligen Kühlmittelkanal verbessert ist.

Des Weiteren ist in vorteilhafter Weise der Steigungswin ^¬ kel der Spankammer (n) an den Steigungswinkel der Kühlka ^¬ näle angepasst. Dies hat zur Folge, dass einerseits be ^¬ züglich der Gestaltung der Werkzeugschneide Spielraum ge ^¬ schaffen wird und dass des Weiteren wegen des kleineren Steigungswinkels im Schaftbereich der Abtransport der beim Schneidvorgang entstehenden Späne verbessert ist.

Weitere vorteilhafte Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus deren nachfolgender beispielhafter Erläuterung anhand der Figuren. Es zeigt

Figur 1 eine Skizze eines stabförmig ausgebildeten

Schneidwerkzeugs mit einem innenliegenden, spi ^¬ ralförmig verlaufenden Kühlmittelkanal mit sich veränderndem Steigungswinkel,

Figur 2 ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen der

Steigungslänge, dem Steigungswinkel und dem

Durchmesser des Schneidwerkzeugs veranschaulicht, Figur 3 ein Diagramm zur Veranschaulichung eines ersten Ausführungsbeispiels für den Verlauf des Stei ^¬ gungswinkels über der Länge des Schneidwerkzeugs, Figur 4 ein Diagramm zur Veranschaulichung eines zweiten

Ausführungsbeispiels für den Verlauf des Stei ^¬ gungswinkels über der Länge des Schneidwerkzeugs,

Figur 5 ein Diagramm zur Veranschaulichung eines dritten

Ausführungsbeispiels für den Verlauf des Stei ^¬ gungswinkels über der Länge des Schneidwerkzeugs,

Figur 6 ein Diagramm zur Veranschaulichung eines vierten

Ausführungsbeispiels für den Verlauf des Stei- gungswinkels über der Länge des Schneidwerkzeugs.

Die Figur 1 zeigt eine Skizze eines stabförmig ausgebil ^¬ deten Schneidwerkzeugs S, welches einen innenliegenden, spiralförmig verlaufenden Kühlmittelkanal K mit sich ver- änderndem Steigungswinkel aufweist, wobei unter dem Stei ^¬ gungswinkel der Winkel zwischen der Mittelachse M des Schneidwerkzeugs S und dem Verlauf des Kühlmittelkanals K zu verstehen ist. Bei dem in der Figur 1 dargestellten Schneidwerkzeug S handelt es sich um ein Bohrwerkzeug. Alternativ dazu kann es sich bei dem Schneidwerkzeug S auch um ein Fräswerk ^¬ zeug oder ein Reibwerkzeug handeln. Vorzugsweise besteht ein erfindungsgemäßes Schneidwerk ^¬ zeug aus Hartmetall. Es kann jedoch alternativ dazu auch aus Keramik oder Stahl bestehen.

Das in der Figur 1 dargestellte Schneidwerkzeug S weist einen Schaftbereich SB und einen Arbeitsbereich AB auf, wobei im Arbeitsbereich AB eine Schneide vorgesehen ist, welche schräg verlaufende Schneidflächen SF aufweist. Wie aus der Figur 1 ersichtlich ist, tritt der Kühlmit ^¬ telkanal K an einer der Schneidflächen SF aus dem

Schneidwerkzeug S aus und trifft im Ausgangsbereich in einem Winkel von etwa 90° auf diese Schneidfläche SF . Der zugehörige Steigungswinkel 4 des Kühlmittelkanals K im Arbeitsbereich AB liegt beispielsweise bei etwa 45°.

Wie aus der Figur 1 des Weiteren ersichtlich ist, beträgt der Steigungswinkel l des Kühlmittelkanals K im Schaft- bereich SB beispielsweise etwa 15°, ist also kleiner als der im Arbeitsbereich AB vorliegende Steigungswinkel 4.

Ferner ist aus der Figur 1 ersichtlich, dass der Stei ^¬ gungswinkel des Kühlmittelkanals K vom Arbeitsbereich AB in Richtung des Schaftbereiches SB abnimmt. Es gilt: 4 > 3 > 2 > al .

Diese Abnahme des Steigungswinkels erfolgt vorzugsweise linear, sie kann aber auch bogenförmig oder stufenförmig ausgebildet sein, wie noch unten anhand der Figuren 3 - 6 erläutert wird.

Das in der Figur 1 gezeigte Schneidwerkzeug S weist nur einen einigen Kühlmittelkanal K auf. Ein Schneidwerkzeug gemäß der Erfindung kann jedoch alternativ dazu auch meh ^¬ rere Kühlmittelkanäle aufweisen, beispielsweise zwei Kühlmittelkanäle, drei Kühlmittelkanäle oder vier Kühl ^¬ mittelkanäle .

Diese Kühlmittelkanäle haben vorzugsweise eine runde Querschnittsform, sie können jedoch alternativ dazu auch eine ovale oder eine eckige Querschnittsform aufweisen. Die Figur 2 zeigt ein Diagramm, dass den Zusammenhang zwischen der Steigungslänge, dem Steigungswinkel und dem Durchmesser des Schneidwerkzeugs veranschaulicht. In die ^¬ sem Diagramm ist nach oben die Steigungslänge 1 und nach rechts der Durchmesser D des Schneidwerkzeugs aufgetra ^¬ gen, wobei der Durchmesser des in der Figur 1 veranschau ^¬ lichten Schneidwerkzeugs Dl beträgt. Des Weiteren sind in der Figur 2 Steigungslängen 11, 12, 13 und 14 markiert, wobei die Steigungslänge 11 dem Steigungswinkel al, die Steigungslänge 12 dem Steigungswinkel a2, die Steigungs ^¬ länge 13 dem Steigungswinkel a3 und die Steigungslänge 14 dem Steigungswinkel a4 zugehörig ist. Es ist ersichtlich, dass die Steigungslänge 1 umgekehrt proportional zum Steigungswinkel α ist. Je größer der Steigungswinkel ist, desto kleiner ist die jeweils zugehörige Steigungslänge. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel gilt:

0(4 > 0(3 > 0(2 > l;

14 < 13 < 12 < 11.

Die Figur 3 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung ei ^¬ nes ersten Ausführungsbeispiels für den Verlauf des Stei ^¬ gungswinkels ex des Kühlmittelkanals über der Länge SL des Schneidwerkzeugs. Es ist ersichtlich, dass der Steigungs ^¬ winkel ex vom Arbeitsbereich AB des Schneidwerkzeugs in Richtung des Schaftbereiches SB linear zwischen den Stei ^¬ gungswinkeln a4 und al abnimmt.

Die Figur 4 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung ei ^¬ nes zweiten Ausführungsbeispiels für den Verlauf des Steigungswinkels α des Kühlmittelkanals über der Länge SL des Schneidwerkzeugs. Es ist ersichtlich, dass der Stei ^¬ gungswinkel α vom Arbeitsbereich AB des Schneidwerkzeugs in Richtung des Schaftbereiches SB stufenförmig abnimmt.

Die Figur 5 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung ei ^¬ nes dritten Ausführungsbeispiels für den Verlauf des Steigungswinkels α des Kühlmittelkanals über der Länge SL des Schneidwerkzeugs. Es ist ersichtlich, dass der Stei ^¬ gungswinkel α vom Arbeitsbereich AB des Schneidwerkzeugs in Richtung des Schaftbereiches SB bogenförmig abnimmt. Die Figur 6 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung ei ^¬ nes vierten Ausführungsbeispiels für den Verlauf des Steigungswinkels des Kühlmittelkanals über der Länge SL des Schneidwerkzeugs. Es ist ersichtlich, dass der Stei ^¬ gungswinkel vom Arbeitsbereich AB des Schneidwerkzeugs in Richtung des Schaftbereiches wiederum bogenförmig ab ^¬ nimmt, wobei jedoch die Form des Bogens anders gewählt ist als bei dem in der Figur 5 gezeigten dritten Ausfüh- rungsbeispiel .

Vorzugsweise handelt es sich bei den in den Figuren 5 und 6 veranschaulichten bogenförmigen Verläufen um exponenti- elle Verläufe.

Bei allen vorgenannten Ausführungsbeispielen ist der Steigungswinkel des Kühlmittelkanals im Arbeitsbereich größer als im Schaftbereich. Die Außenmantelfläche des Schneidwerkzeugs ist bei dem in der Figur 1 dargestellten Werkzeug glatt.

Alternativ dazu können in die Außenmantelfläche des Schneidwerkzeugs jedoch auch eine oder mehrere Spankam- mern eingebracht sein. Diese Spankammern verlaufen vor ^¬ zugsweise ebenfalls spiralförmig.

Vorzugsweise ist der Steigungswinkel der Spankammern im Arbeitsbereich AB größer als im Schaftbereich SB des Schneidwerkzeugs. Dabei kann der Steigungswinkel der

Spankammern in Anpassung an den Steigungswinkel des oder der innenliegenden Kühlmittelkanäle vom Arbeitsbereich AB in Richtung des Schaftbereiches SB linear abnehmen, bo ^¬ genförmig abnehmen oder stufenförmig abnehmen.

Zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Schneidwerkzeugs gibt es verschiedene Möglichkeiten. Eine erste Möglichkeit besteht darin, das Schneidwerkzeug unter Verwendung eines Strangpresswerkzeuges herzustel ^¬ len, welches eine sich drehende Düse aufweist, wobei die sich drehende Düse mit sich verändernder Geschwindigkeit gedreht wird.

Eine zweite Möglichkeit besteht darin, das Schneidwerk ^¬ zeug mittels eines Lasersintervorganges herzustellen, bei welchem ein schichtweises Auftragsschweißen erfolgt.

Eine dritte Möglichkeit besteht darin, das Schneidwerk ^¬ zeug herzustellen, indem ein dünner pastöser Faden mäan- derförmig Schicht für Schicht derart aneinandergefügt wird, dass Adhäsionskräfte einen soliden Schneidwerkzeug- körper entstehen lassen.

Bezugszeichenliste

AB Arbeitsbereich

D Durchmesser

Dl Durchmesser des Schneidwerkzeugs

K Kühlmittelkanal

M Mittelachse des Schneidwerkzeugs

S Schneidwerkzeug

SB Schaftbereich des Schneidwerkzeugs SF Schneidflächen des Schneidwerkzeugs

SL Werkzeuglänge

Steigungswinkel

1 Steigungslänge