HOY ROBERT (DE)
STRAUCH MARTIN (DE)
HOY ROBERT (DE)
DE9211907U1 | 1992-11-26 | |||
FR2562451A1 | 1985-10-11 | |||
US4343866A | 1982-08-10 | |||
DE3416841A1 | 1985-11-07 | |||
US5032352A | 1991-07-16 | |||
FR1561327A | 1969-03-28 | |||
EP0365505A1 | 1990-04-25 |
1. | Werkzeug mit strukturierten, durch Anlage an einem Werkstück drehmomentübertragenden Arbeitsflächen, insbe sondere Schraubendrehereinsatz, dadurch gekennzeichnet, daß es als pulver etallgesintertes Formteil gestaltet ist, derart, daß die aus der Korngröße des Metallpulvers resultierende Rauhigkeit die zur Drehmometübertragung optimal strukturierte Arbeitsfläche bildet. 00277 2. SchraubendreherBit nach Anspruch 1 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß er als Formteil aus gesintertem Pulvermetall der Korngröße 10 bis 20 μ ge staltet ist. 00282 3. Werkzeug mit strukturierten, durch Anlage an einem Werkstück drehmomentübertragenden Arbeitsflächen, insbe sondere Schraubendrehereinsatz oder Schraubendreher, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauhigkeit der Arbeitε flächenStruktur aus der Abbildung der Rauhigkeit der 00288 Formwand eines Formwerkzeuges resultiert. *& 00289. |
2. | Werkzeug mit strukturierten, durch Anlage an einem Werkstück drehmomentübertragenden Arbeitsflächen, insbe sondere Schraubendrehereinsatz oder Schraubendreher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug eine Sinterform ist. 00295 5. Werkzeug mit strukturierten, durch Anlage an einem Werkstück drehmomentübertragenden Arbeitsflächer. insbe sondere Schraubendrehereinsatz oder Schraubendreher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Werl.ze'j. ein Präge, Walz oder ähnliches Werkzeug ist. 00301 6. Werkzeug mit strukturierten, durch Anlage an einem Werkstück drehmomentübertragenden Arbeitsflächen, insbe sondere Schraubendrehereinsatz oder Schraubendreher, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauhigkeit durch gitter förmig auf der Arbeitsfläche 11 angeordnete und aus dieser herausragende Noppen 10 ausgebildet wird. 00308 7. Werkzeug mit strukturierten, durch Anlage an einem Werkstück drehmomentübertragenden Arbeitsflächen, insbe sondere Schraubendrehereinsatz oder Schraubendreher, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen kuppen oder linsenförmigen Noppen 10 auf den Eckpunkten eines Gitters sitzen, welches bevorzugt eine rechteckige oder quadratische Netzstruk tur aufweist. 00318 8. Werkzeug mit strukturierten, durch Anlage an einem Werkstück drehmomentübertragenden Arbeitsflächen, insbe sondere Schraubendrehereinsatz oder Schraubendreher, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand A der Noppen 10 kleiner oder nur unwesent lieh größer ist als der Durchmesser D der Noppen 10. 00326 9. Werkzeug mit strukturierten, durch Anlage an einem Werkstück drehmomentübertragenden Arbeitsflächen, insbe sondere Schraubendrehereinsatz oder Schraubendreher, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die Noppen 10 eine runde Grundfläche aufweisen. 00333 10. Werkzeug mit strukturierten, durch Anlage an einem Werkstück drehmomentübertragenden Arbeitsflächen, insbe sondere Schraubendrehereinsatz oder Schraubendreher, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die Noppen 10 um weniger als den Noppenradius aus der Grundfläche 11 herausragen. 00341 11. Werkzeug mit strukturierten, durch Anlage an einem Werkstück drehmomentübertragenden Arbeitsflächen, insbe sondere Schraubendrehereinsatz oder Schraubendreher, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der Noppendurchmesser zwischen 0,2 und 0,4 mm liegt, bevorzugt 0,26 oder 0,33 0,35 mm beträgt. 00349 12. Werkzeug mit strukturierten, durch Anlage an einem Werkstück drehmomentübertragenden Arbeitsflächen, insbe sondere Schraubendrehereinsatz oder Schraubendreher, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der Noppenabstand im Bereich von 0,15 0,2 mm liegt, bevorzugt 0,17 oder 0,28 mm beträgt. 00357 13. Werkzeug mit strukturierten, durch Anlage an einem Werkstück drehmomentübertragenden Arbeitsflächen, insbe sondere Schraubendrehereinsatz oder Schraubendreher, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die Noppenhöhe im Bereich von 0,05 0,1 mm liegt, bevor zugt 0,07 mm beträgt. |
00002
00003 Die Erfindung betrifft ein Werkzeug mit strukturierten,
00004 durch Anlage an einem Werkstück drehmomentübertragenden
00005 Arbeitsflächen, insbesondere einen Schraubendreherein-
00006 satz. 00007
00008 Es ist bei Schraubendrehern bekannt, die Arbeitsflächen
00009 des Schraubendrehers mit einer Schleifmittelbeschichtung
00010 zu versehen, welche insbesondere Diamantstaub enthält
00011 (DE-Gm 85 19 877). Bei Schraubendrehereinsätzen (Bits)
00012 ist zudem bekannt, zusätzlich zu der Grundstruktur der
00013 Rippen Feinstrukturen vorzusehen, die ebenfalls das
00014 Risiko vermindern sollen, daß die Arbeitsflächen bei
00015 Übertragung größerer Drehmomente aus dem formschlüssigen
00016 Eingriff zur Vertiefung der Schraube oder dergleichen
00017 austritt. Alle diese Lösungen zur Erzielung einer ent-
00018 sprechend und optimal strukturierten Arbeitsfläche sind
00019 relativ aufwendig; sie bedürfen vor allem in nahezu
00020 allen Fällen einer gesonderten Nachbearbeitung des schon
00021 weitgehendst fertigen und gehärteten Arbeitsendeε des
00022 Werkzeuges, z.B. des Schraubendrehers. 00023
00024 Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, unter Vermei-
00025 düng dieser Nachteile ein hinsichtlich der Arbeitsflä-
00026 chenstruktur optimal an den Einsatzzweck angepaßtes
00027 gattungsgemäßes Werkzeug zu schaffen. 00028
00029 Dies ist erreicht durch die im Hauptanspruch angegebene
00030 Erfindung. Der Unteranspruch stellt eine vortej.l .f-.*.
00031 Weiterbildung dar. 00032
00033 Zufolge dieser Ausgestaltung ist erreicht, daß d__e ano -
00034 strebte Feinstruktur der Arbeitsfläche als eine aus der
00035 Korngröße des verwendeten Pulvermetalles resultierende
00036 Rauhigkeit auftritt. Ein nachfolgender Arbeitsgang zur
00037 Erzielung einer entsprechenden Rauhigkeit, z.B. eine
00038 entsprechende Diamantbeschiσhtung oder dergleichen, kann
00039 entfallen. Es wurde nicht nur gefunden, daß die Festig-
00040 keits- und Torsionseigenschaften entsprechender gesinter-
00041 ter Pulvermetalle einschlägiger Korngröße vollauf den
00042 übrigen Ansprüchen gerecht wird, die an solche drehmo- 00043 mentübertragenden Werkzeuge gestellt werden, sondern daß
00044 die gerade bei Schraubendrehereinsätzen auftretenden,
00045 meist sechseckigen Schaftabschnitte zum Einspannen sol-
00046 eher Schraubendrehereinsätze im Spannfutter ohne Nach-
00047 teil auch in dieser Rauhigkeitsstruktur erstellt sein
00048 können. Es ergibt sich vielmehr gerade bei Schraubendre-
00049 her-Bits bei bestimmten Spannfuttern, z.B. solchen mit
00050 Magnethalterung oder mit quergerichteten Spannkugeln,
00051 ein weiterer Vorteil hinsichtlich des verbesserten Haft-
00052 sitzes des Schraubendreher-Bits in dem Futter. Wählt man
00053 gemäß der Erfindung für das zu sinternde Pulvermetall
00054 die Korngröße von 10 bis 20 μ, so erreicht man - wie
00055 gefunden wurde - Verbundsitz-Verhältnisse des Arbeitsen-
00056 des in der Schraube, die denjenigen einer optimalen
00057 Diamantbeschichtung entsprechen, mit nur teilweiser
00058 Einbettung der Diamantsplitter in einer Einfassungs-
00059 schicht, z.B. entsprechend DE-Al-41 21 839.6. Es wurde
00060 gefunden, daß man die Rauhigkeit der Arbeitsflächen-
00061 Struktur - alles in den angegebenen und mit einer
00062 Schleifmittelbeschichtung gleichen Rauhigkeitswerten 00063 (RMS) - auch aus der Rauhigkeit der Formwand des Sinter-
00064 Werkzeuges erzeugen kann, gegebenenfalls in Abstimmung
00065 mit der Korngröße des Pulvermetalles . 00066
00067 Aus der DE-PS 112475 ist es bekannt, die Arbeits läche
00068 eines Schraubwerkzeuges durch eine Rifferlung aufzurau-
00069 hen. Dabei wird die Seitenfläche der Spitze beispielswei-
00070 se auch über Kreuz geriffelt, so daß rautenförmige Pla-
00071 teaus bestehen bleiben. 00072
00073 Gemäß einer eigenständigen erfindungsgemäßen Weiterbil-
00074 düng des Standes der Technik ist vorgesehen, daß die
00075 Rauhung der Oberfläche nicht durch die Formgebung der
00076 Innenwand eines Sinterwerkzeuges bestimmt wird, sondern
00077 durch die Formgebung eines Präge-, Walz- oder ähnlichen 00078 Umformwerkzeuges. Dabei kann es sich auch um eine Presse
00079 oder dergleichen handeln. Mittels dieses Werkzeuges
00080 sollen auf der Werkzeugspitze, genauer auf dem Arbeitsbe-
00081 reich, Noppen ausgebildet werden, welche über die Grund-
00082 fläche des Werkzeuges herausragen. Die Noppen sollen
00083 dabei bevorzugt die Form einer Kuppe oder die Form einer
00084 Linse ausbilden. Sie können vorzugsweise auf den Eckpunk-
00085 ten eines rechteckigen Gitters angeordnet sein, welches
00086 bevorzugt quadratisch ist. Der Abstand der Noppen soll
00087 kleiner oder nur unwesentlich größer sein als der Durch-
00088 messer der Noppen auf der Grundfläche. Die Grundfläche
00089 der Noppen kann dabei bevorzugt rund sein. Es ist aber
00090 auch vorgesehen, daß dieser runden Grundfläche ein qua-
00091 dratisches oder rechteckiges Plateau zugeordnet ist,
00092 welches eine Seitenlänge aufweist, die dem Durchmesser
00093 der Noppen entspricht. Die Höhe der Noppen, also der
00094 Betrag, um den die Noppen aus der Grundfläche herausra-
00095 gen, soll weniger als der Radius eines Noppens betragen-
00096 Die Noppen haben gegenüber einer Riffeiung den Vorteil,
00097 daß sie aus der Oberfläche herausragen, während die
00098 Riffelung durch Einschnitte in die Oberfläche ausgebil-
00099 det wird. Bei der Herstellung wird eine Schraubendreher-
00100 spitze mit einem Walz-, Präge- oder sonstigem Verfor-
00101 mungswerkzeug in die gewünschte Gestalt verformt- Die
00102 Innenwandung des Verformungswerkzeuges kann dabei so
00103 ausgebildet sein, daß zufolge des Druckes Material aus
00104 dem Oberflächenbereich in entsprechende Aussparungen
00105 hineinfließt und so die Noppen ausbildet. Die Noppen
00106 stehen dann also über die Oberfläche des Werkzeuges
00107 hervor und bewirken so einen sicheren, reibungsgleichen
00108 Eingriff in eine entsprechende Gegenöffnung der Schraube
00109 oder dergleichen. 00110
00111 Der Gegenstand der Erfindung ist auf der Zeichnung bei-
00112 spielsweise dargestellt. Es zeigen: 00113
00114 Figur 1 eine Frontansicht gegen die Spitze eines
00115 Schraubendrehereinsatzes, 00116
00117 Figur 2 eine Ansicht desselben, 00118
00119 Figur 3 eine Ansicht gegen das sechseckige Schaftende
00120 zur Befestigung des Schraubendrehereinsatzes
00121 in einem Spannfutter,
00122 Figur 4 eine vergrößerte Teildarstellung auf den vor-
00123 dersten Abschnitt der Arbeitsflächen in über-
00124 trieben dargestellter Wiedergabe der aus der 00125
00126 Körnerstruktur des gesinterten Pulvermetalles
00127 resultierenden Rauhigkeit der dortigen Oberflä-
00128 chen, 00129
00130 Figur 5 eine Schraubendreherklinge mit genoppter Spit-
00131 ze, 00132
00133 Figur 6 eine vergrößerte Darstellung der Spitze gemäß
00134 Fig. 4, 00135
00136 Figur 7 einen Schnitt gemäß der Linie VII-VII
00137 6, 00138
00139 Fig. 8 eine Ausschnittsvergrößerung der genoppten
00140 Arbeitsfläche des ersten Ausführungsbeispiels, 00141
00142 Fig. 9 eine Darstellung gemäß Fig. 8 eines zweiten
00143 Ausführungsbeispiels, 00144
00145 Fig.10 eine Darstellung gemäß Fig. 9 eines dritten
00146 Ausführungsbeispiels und 00147
00148 Fig.11 einen Schnitt gemäß der Linie XI-XI in Fig. 10. 00149
00150 Der Bit besteht aus dem sechskantigen Schaftabεchnitt 1,
00151 dem (im allgemeinen tordierbar gestalteten) Abschnitt 2
00152 und dem vorderen Arbeitsende 3. Dieses Arbeitsende 3
00153 weist die einzelnen Rippen 4 auf. Zwischen denen befin-
00154 den sich die nutenartigen Rinnen 5. Die Seitenflanken
00155 und der Grund der Rinnen 5 und die Stirnflächen der
00156 Rippen 4 bilden insgesamt die Arbeitsflächen des Schrau-
00157 bendrehereinsatzes. 00158
00159 Der gesamte Schraubendrehereinsatz ist als Formteil 00160 gestaltet, und zwar aus gesintertem Pulvermetall. Die
00161 Korngröße des Pulvermetalles liegt etwa zwischen 10 bis
00162 20 μ. Das ergibt eine Rauhigkeitsstruktur an der Oberflä-
00163 ehe. Diese führt insbesondere im Bereich der an der
00164 Spitze 3 vorgesehenen Arbeitsflächen zu einer solchen
00165 Rauhigkeit, daß ein erheblicher Verbundeingriff zwischen
00166 Vertiefung der Schraube oder dergleichen und diesen
00167 Arbeitsflächen auftritt, dies insbesondere, wenn die
00168 ersten Drehmomente aufgewendet wurden, z.B. um eine
00169 Schraube einzuziehen. Die Rauhigkeit ist sogar so, daß
00170 bei steigendem Drehmoment - meist bedingt durch das
00171 steigende Widerstandsmoment der sich immer fester :ιehen-
00172 den Schraube, die Körnerspitzes sich - allerdinσs beschä-
00173 digungsfrei - in das Material des Werkstückes, meist
00174 Schraube, eingraben. 00175
00176 Die Fertigung des Werkzeuges, insbesondere eines Schrau-
00177 bendrehereinsatzes, kann auch nach einem Verfahren erfol-
00178 gen, wie es in der Patentschrift 39 07 022 beschrieben
00179 ist. 00180
00181 Es kann ein Metallpulver-Spritzgußverfahren verwendet
00182 werden, welches sich zur pulvermetallurgischen Herstel-
00183 lung von Kleinteilen bewährt hat. Ein solches Verfahren
00184 leitet sich aus dem bekannten Kunststoffspritzen ab,
00185 wobei dem Kunststoff 50 bis 70 Volumenprozent Metallpul-
00186 ver zugemischt werden. Die dabei entstehende fließfähige
00187 Masse wird zu sogenannten Grünlingen verpreßt. Vor dem
00188 Spritzgießprozeß werden Metallpulver und Binder, der
00189 eine Kunststoff-Komponente aufweist, in einem bestimmten
00190 Volumenverhältnis, von z.B. 70 zu 30 bei reduziertem
00191 Inertgasdruck und ca. 150 bis 180 ° C miteinander ver-
00192 mischt. Die Masse kann bei einer Temperatur von 150 bis
00193 200 ° C in der Spritzgießmaschine verspritzt werden. Die
00194 Binderentfernung kann in zwei Stufen geschehen. Zunächst
00195 können die Grünlinge in ein Lösungsmittel getaucht wer-
00196 den, wobei ein Teil des Binders so entfernt wird, daß
00197 eine schwammartige offene Porosität entsteht, welche das
00198 ganze Bauteil durchzieht. In einem Sinterofen findet der
00199 zweite Teil der Entbindung statt. Im Ofen kann ein erhöh-
00200 ter Druck aus einem Gemisch von Argon und Wasserstoff
00201 herrschen und eine Temperatur von 800°C, so daß die
00202 Pulverteilchen miteinander versintert werden, üech einer
00203 gewissen Zeit kann die Temperatur auf die Sintertempera-
00204 tur von rund 1200 ° C erhöht werden, wobei auch der Ofen
00205 evakuiert werden kann. Die anfänglich offene Porosität
00206 wird bei Druckbeaufschlagung vollständig geschlossen.
00207 Der Druck im Ofen kann dann auf 100 bar erhöht v/erden.
00208 Durch diese Maßnahme findet eine Verdichtung des Werk-
00209 Stoffes statt. 00210
00211 Die Fig. 5 - 11 zeigen einen Schraubendreher, bei dem
00212 die Spitze 13 mit aufgewalzten oder aufgeprägten Noppen
00213 10 versehen ist. Die Noppen 10 haben eine im wesentli-
00214 chen kreisrunde Grundfläche und ragen um den Betrag H
00215 aus der Oberfläche 11 der Arbeitsspitze 13 heraus. Die
00216 Form der Noppen kann linsenförmig oder kuppeiförmig sein. 00217
00218 Der Abstand A, um den die Noppenwände beabstandet sind,
00219 liegt bevorzugt in einem Bereich von 0,1 - 0,3 mm. Sie
00220 kann aber auch in einem Bereich von 0,15 - 0,3 mm lie-
00221 gen. Bevorzugt sind Noppenabstände A von 0,17 oder 0,28
00222 mm vorgesehen. Die Noppenbreite kann zwischen 0,2 und
00223 0,4 mm variieren und variiert bevorzugt in einem Bereich
00224 von 0,25 und 0,3 mm. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig.
00225 8 beträgt die Noppenhöhe ca. 0,07 mm. Der Abstand der
00226 Noppen, also der Zwischenraum zwischen den kreisrunden
00227 Grundflächen der Noppen 10 beträgt dort 0,26 mm. Der
00228 Durchmesser D der Noppen ist hier 0,25 mm. Die Noppen
00229 weisen eine Kugelform auf. Die Noppen 10 können darüber
00230 hinaus auf einem quadratischen Plateau liegen, dessen
00231 Seitenwände dem Durchmesser D der Noppengrundfläche
00232 entspricht. Die Höhe des Plateaus 12 beträgt weniger als
00233 1/10 der Noppenhöhe. Bei dem in Fig. 9 dargestellten
00234 Ausführungsbeispiel sind die Noppen nicht auf Plateaus
00235 angeordnet, sondern ragen direkt aus der Grundfläche 11
00236 der Spitze 13 heraus. 00237
00238 Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 10 beträgt der Durch-
00239 messer D der Noppen 0,33 - 0,35 mm. Der Abstand A zweier
00240 Noppen beträgt hier 0,17 mm. Auch hier haben die Noppen
00241 eine kreisrunde Grundfläche und sind gitterför ig auf
00242 der Oberfläche angeordnet. Beim Gitter handelt es sich
00243 um ein Gitter mit quadratischer Netzform, wobei die
00244 Noppen auf den Eckpunkten des Gitters angeordnet sind-
00245 Das Gitter ist gegenüber der Basislinie bzw. der senk-
00246 recht dazu stehenden Erstreckungsrichtung des Werkzeuges
00247 um 45 ° verschwenkt. Auch hier beträgt die Höhe H der
00248 Noppen 10 0,07 mm. In Erstreckungsrichtung des Schraub-
00249 Werkzeuges ist die Spitze 13 über einen 2,8 mm langen
00250 Bereich beidseitig genoppt. 00251
00252 Es ist auch vorgesehen, daß die Noppen eine andere Form
00253 aufweisen als beispielsweise eine Kuppelform. Sie können
00254 insbesondere linsenförmig ausgebildet sein, also eine
00255 elliptische oder ovale Grundfläche aufweisen. Ebenso
00256 kann vorgesehen sein, daß die Noppen spitzenförmig aus
00257 der Grundfläche 11 herausragen. 00258
00259 Die in der vorstehenden Beschreibung, der Zeichnung und
00260 den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können
00261 sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für
00262 die Verwirklichung der Erfindung von Bedeutung sein.
00263 Alle offenbarten Merkmale sind erfindungswesentlich. In
00264 die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der
00265 Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Priori-
00266 tätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhalt-
00267 lieh mit einbezogen.