HOY ROBERT (DE)
STRAUCH MARTIN (DE)
HOY ROBERT (DE)
DE8813187U1 | 1988-12-08 | |||
US3515602A | 1970-06-02 | |||
US4705124A | 1987-11-10 | |||
EP0106929A2 | 1984-05-02 |
1. | Werkzeug, insbesondere Drehmomentübertragungswerk zeug, bevorzugt Schraubendreher oder Schraubendreherein satz, mit einem Schaft und einem Arbeitsbereich, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (4, 14) zumindest einen Schaftabschnitt (II) aufweist mit einer geringeren Härte als der Arbeitsbereich (I). 00393 2. Werkzeug, insbesondere Drehmomentübertragungswerk zeug, bevorzugt Schraubendreher oder Schraubendreherein satz mit einem Schaft und einem Arbeitsbereich, insbeson dere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (4,14) zumindestens ein Schaftabschnitt (II) aufweist mit einer geringeren TorsionsFederkonεtanten als der Arbeitsbereich (I). 00401 3. Werkzeug nach oder insbesondere nach einem oder mehre ren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß die in Rockwell gemessene Härte des Schaftab Schnittes (II) bis etwa zu einem Viertel geringer ist als die Härte des Arbeitsbereichs (I). 00407 4. Werkzeug nach oder insbesondere nach einem oder mehre ren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß der Schaftabschnitt (II) unmittelbar dem Ar beitsbereich (I) benachbart ist. 00412 5. Werkzeug nach oder insbesondere nach einem oder mehre ren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenπzeich net, daß der Bereich geringerer Härte und/oder qeringe rer Federkonstante zwischen einem Antriebsberei h (III) und einem Arbeitsbereich (I) angeordnete ist. 00418 6. Werkzeug nach oder insbesondere nach einem oder ehre ren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß die Werkstoffhärte des dem Arbeitsbereich (I) materialeinheitlich angeformten Schaftabschnitts (II) durch nachträgliches Anlassen des gehärteten Werkzeugs (1) abgesenkt wird. 00425 7. Werkzeug nach oder insbesondere nach einem oder ehre ren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß sich dem Schaftabschnitt (II) ein Antriebsbe reich (III) mit einer höheren TorsionsFederkonstanten und/ oder Härte anschließt. 00431 8. Werkzeug insbesondere nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß Abtriebsbereich (I) und Schaftab 00434 schnitt (II) aus zwei verschiedenen Sintermaterialien , bevorzugt Sinterstählen bestehen, wobei der Abtriebsbe reich aus einem härteren Material (H) und der Schaftab schnitt (II) aus einem weicheren Material (W) bestehen, 00438 wobei der Abtriebsbereich aus einem härteren Bereich (H) 00439 oder einem Material mit höherem Elastizititätsmodul und der Schaftbereich (II) aus einem weicheren Material (B) oder einem Material geringeren Elastizitätsmodul beste hen. 00443 9. Werkzeug, insbesondere nach Anspruch 7, dadurch ge kennzeichnet, daß der Abtriebsbereich (I) im Übergangsbe reich zum Schaftabschnitt (II) im Kernbereich (15) ein Sintermaterial geringerer Härte (W) oder geringerem Elastizitätεmodul aufweist. 00449 10. Herεtellungεverfahren für ein Werkzeug nach oder insbesondere nach einem der Ansprüche 16, dadurch ge kennzeichnet, daß beim vorgehärteten Werkzeug zumindest ens ein Schaftabschnitt (II) des Schaftes (4) auf eine Temperatur angelassen wird, bei der eine Erweichung des Werkstoffes, bevorzugt Stahl, stattfindet, während der Arbeitsbereich (II) gekühlt wird. 00457 11. Verfahren insbesondere nach Anspruch 9, dadurch 00459 gekennzeichnet, daß die Erwärmung induktiv erfolgt. 00460 12. Verfahren insbesondere nach Anspruch 9, dadurch ge kennzeichnet, daß der Arbeitεbereich (I) und der An triebsbereich (III), die den Schaftabschnitt (II) zwi sehen sich aufnehmen, durch Flüssigkeitsbeaufschlagung gekühlt werden. 00466 13. Verfahren zur Herstellung eines Werkzeuges insbeson dere nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeich net, daß dem aus weichem Sintermaterial (W) oder Sinter material mit geringerem Elastizitätsmodul vorgeformten Schaft (14) ein Arbeitsbereich (12) aus härterem Sinter material (H) oder Material mit höherem Elastizitätsmodul angeformt wird und dieser aus zwei Komponenten bestehen de Rohling zur Verfestigung temperaturbeaufschlagt wird. 00475 1. |
2. | Werkzeug nach oder insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß der Schaftbereich (II) geringerer Härte sich bei Beaufschlagung eines über einen oberen Grenz 00480 drehmoment liegenden Drehmomentes plastisch verformt. 00481 15. Werkzeug nach oder insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch oekenn zeichnet, daß die plastische Verformbarkeit eine inde stens einmalige, bevorzugt mehrmalige Überdrehunα des Schaftabschnitts (II) um mindestens 30°, bevorzugt 40 , 50 oder 60 ohne eine Bruchεchwächung des Werkzeuges zuläßt. |
3. | 1. |
4. | Werkzeug nach oder insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß das Grenzdrehmoment, bei welchem eine plaεtische Verformbarkeit eintritt, nach einer ersten plastischen Verformung im wesentlichen unverändert bleibt. |
00002
00003 Die Erfindung betrifft ein Werkzeug, insbesondere Drehmo-
00004 mentübertragungswerkzeug, bevorzugt Schraubendreher oder
00005 Schraubendrehereinsatz, mit einem Schaft und einem Ab-
00006 triebsbereich gemäß Gattungsbegriff des Anspruchs 1 und
00007 ein Verfahren zur Herstellung derartiger Werkzeuge- 00008
00009 Ein gattungsgemäßer Schraubendrehereinsatz ist beispiels-
00010 weise aus der europäischen Patentanmeldung 0 336 136
00011 bekannt. Bei dem dort offenbarten Schraubendrehereinsatz
00012 ist im Schaftbereich eine tordierbare Zone vorgesehen.
00013 Dieser tordierbare Zwischenabschnitt stellt ein ela-
00014 stisch nachgiebiges Element mit entsprechendem Rückstell-
00015 vermögen nach Überwindung der Belastungsspitze dar. Er
00016 erträgt größere Momente, und zwar auch bei wiederholter
00017 Belastung. Der Zwischenabschnitt wirkt als Dämpfer, so
00018 daß Drehmomentspitzen nicht direkt proportional am
00019 Schraubendreherspitzen-Abschnitt wirksam werden- Insbe-
00020 sondere, wenn mit derartigen Schraubendrehereinsätzen
00021 Schrauben in Metallgewinde maschinell eingeschraubt
00022 werden sollen, entstehen beim Anschlag erhebliche Drehmo-
00023 mentspitzen, da die Drehzahl des Antriebsmotors in kürze-
00024 ster Zeit auf Null absinken muß. Diese Zeitspanne wird
00025 durch die Elastizität des Torsionsabschnitts verlängert,
00026 so daß die Drehmomentbelastung insgesamt verringert
00027 wird. Hinsichtlich der weiteren Vorteile eines derarti-
00028 gen Torsionsabschnitts wird auch auf die DE 38 07 972
00029 verwiesen. Bei den dort offenbarten Schraubendreherein-
00030 sätzen wird die Torsionszone b°i einem Werkzeug ~<i "i
00031 einheitlichen Werkstoffeigenschaften durch eine speziel-
00032 le geometrische Ausbildung dieses Schaftbereichs ausqe-
00033 bildet. Im wesentlichen geschieht dies durch eine Uuei -
00034 schnittsschwächung in diesem Bereich. 00035
00036 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem
00037 gattungsgemäßen Werkzeug die Dämpfungszone vorteilhaft
00038 weiterbilden. 00039
00040 Gelöst wird die Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebe-
00041 ne Erfindung und das im Anspruch 10 bis 12 angegebene
00042 Herstellungsverfahren. 00043
00044 Die Unteransprüche stellen vorteilhafte Weiterbildungen
00045 der Erfindung dar. 00046
00047 Zufolge der Erfindung ist ein Werkzeug gegeben, bei dem
00048 die unterschiedliche Tordierbarkeit oder Härte bzw.
00049 Werkstoffestigkeit von Spitze und Schaftabschnitt nicht
00050 unbedingt durch die Formgebung des Werkzeuges erreicht
00051 wird, sondern vielmehr durch unterschiedliche spezifi-
00052 sehe Eigenschaften des Werkstoffs, aus dem das Werkzeug
00053 gefertigt ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die
00054 Dämpfungszone ein Material aufweist, welches eine gerin-
00055 gere Härte oder was dasselbe ist, eine geringere Werk-
00056 stoffestigkeit aufweist. Es ist aber auch vorgesehen,
00057 daß dieser Dämpfungsbereich eine geringere Torsions-Fe-
00058 derkonstante als der Arbeitsbereich aufweisen kann.
00059 Vorgesehen ist schließlich auch, daß der am Schaft vorge-
00060 sehene Dämpfungsbereich sowohl eine geringere Torsions-
00061 Federkonstante als auch eine geringere Werksto festig-
00062 keit aufweist. Während der Abtriebsbereich, welcher bei
00063 einem Schraubendrehereinsatz aus der Schraubendreherspit-
00064 ze besteht, aus einem Material gefertigt ist, welches
00065 eine hohe Torsions-Federkonstante oder hohe Härte auf-
00066 weist, ist der tordierbare Schaftabschnitt aus einem
00067 Material gefertigt, das eine geringere Torsions-Federkon-
00068 stante oder geringe Torsions-Federkonstante aufweist.
00069 Besteht die Dämpfungszone aus einem Material, welches
00070 weicher ist, als der Arbeitsbereich, also eine geringere
00071 Festigkeit aufweist, so kann gleichwohl vorgesehen sein,
00072 daß das Elastizitätsmodul in beiden Schaftabschnitten
00073 identisch oder nahezu identisch ist. Die Zone weicheren
00074 Materials bzw. geringerer Festigkeit ist dann allerdings
00075 in höherem Maße plastisch verformbar als der Arbeitsbe-
00076 reich. Bei einem schlagartigen Abstoppen des Schraubwerk-
00077 zeuges kann so die Rotationsenergie des Schraubwerkzeu-
00078 ges in die plastische Verformung des Schaftabschnittes
00079 einfließen. Die Härte dieser Dämpfungszone ist bevorzugt
00080 so weit herabgesetzt, daß eine plastische Verformung von
00081 30 bis 60 möglich ist, ohne daß das Werkzeug bricht.
00082 Insbesondere bei kleinen plastischen Verformungεwinkeln
00083 von 30° ist vorgesehen, daß nach einer zwangsläufigen
00084 elastischen Rückstellung um wenige Grade erneute plasti-
00085 sehe Verformungen um größere Beträge möglich sind, ohne
00086 daß das Schraubwerkzeug bricht. Weisen gemäß einer bevor-
00087 zugten Ausgestaltung die Schaftbereiche unterschiedliche
00088 Elastizitätmodule auf, ist eine unerwünschte Tordierbar-
00089 keit des Abtriebsbereichs vermieden, jedoch wird die
00090 erwünschte Tordierbarkeit (Elastizität) des Schaftab-
00091 Schnitts der Dämpfungszone erzielt. 00092
00093 Der bevorzugten Weiterbildung zufolge weist der Schaftab- 00094 schnitt ein Material geringerer Härte auf als der Ab-
00095 triebsbereich. Durch diese Maßnahme werden unterschiedli-
00096 ehe Verformbarkeiten der beiden Bereiche erzielt- Bevor-
00097 zugt ist die Härte (Rockwell) des Schaftabschnittes bis
00098 etwa um ein Viertel geringer als die Härte des Abtriebs-
00099 bereiches. Dabei ist bevorzugt der Schaftabschnitt unmit-
00100 telbar dem Abtriebsbereich benachbart. Das heißt, der
00101 Spitze bei einem Schraubendrehereinsatz schließt sich
00102 unmittelbar ein plastisch verformbarer Schaftabschnitt
00103 an, welcher dann beispielsweise in einen Antriebsbereich
00104 übergehen kann, welcher im Querschnitt polygon gestaltet
00105 ist und auch wiederum aus einem härteren Material beste-
00106 hen kann. Der Schaftabschnitt, der die geringere Festig-
00107 keit aufweist, kann durch nachträgliches Anlassen (Erwär-
00108 men) eines vorgehärteten Werkzeuges ausgebildet werden.
00109 Das Werkzeug ist dann materialeinheitlich herstellbar. 00110
00111 Bei einer weiterhin bevorzugten Ausbildung des Werkzeugs
00112 besteht das Werkzeug aus zwei verschiedenen Sintermate-
00113 rialien, bevorzugt Stählen, wobei der Abtriebsbereich
00114 aus einem härteren Material und der Schaftabschnitt aus
00115 einem weicheren Material besteht. Das weichere Material
00116 des Schaftabschnitts kann sich dabei auch noch in den
00117 Abtriebsbereich fortsetzen und dort einen Kernbereich
00118 ausbilden, der von einem härteren Sintermaterial gewis-
00119 sermaßen ummantelt ist. Diese Ummantelung bildet dabei
00120 die Arbeitsspitze des Werkzeuges aus. Durch diese Maßnah-
00121 e ist ein kontinuierlicher Übergang der Festigkeit vom
00122 Schaftabschnitt zum Abtriebsbereich gegeben. Die beiden
00123 Sintermaterialien können sich dabei durch ihre Korngröße
00124 oder durch ihre Materialzusairanensetzung unterscheiden.
00125 Wesentlich ist aber, daß sie im versinterten Zustand,
00126 also beim fertigen Werkzeug Zonen mit unterschiedlicher
00127 Federkennlinie ausbilden. Bei diesem aus Sintermetall
00128 hergestellten Werkzeug ist insbesondere vorgesehen, daß
00129 ein Schaftabschnitt aus einem Material mit einem geringe-
00130 ren Elastizitätsmodul gefertigt ist, so daß hier eine
00131 geringere Torsions-Federkonstante erzielt ist. 00132
00133 Gemäß dem Herstellungsverfahren ist vorgesehen, daß beim
00134 vorgehärteten Werkzeug zumindestens ein Schaftbereich
00135 des Schaftes auf eine Temperatur angelassen wir . bei
00136 der eine Erweichung des Werkstoffs, der bevorzugt aus
00137 Stahl oder einer Stahllegierung besteht, stattfindet.
00138 Dabei wird der Abtriebsbereich gekühlt, um dessen Materj -
00139 aleigenschaften zu erhalten. Das Anlassen geschieht
00140 dabei derart, daß der erhitzte Schaftabschnitt eine
00141 blaue Färbung bekommt. Durch dieses Anlassen wird der
00142 Schaftabschnitt bevorzugt bis in den Kernbereich erwärmt
00143 und erhält dann durchgehend ein anderes Materialgefüge
00144 mit einer geringeren Festigkeit. Wegen des beim Anlassen
00145 entstehenden Temperaturgradienten zum gekühlten Bereich
00146 wird ein kontinuierlicher Festigkeits-Übergang erreicht.
00147 Wegen des Wärmeeindringens von der Oberfläche her, kann
00148 die erreichte Temperatur im Kernbereich geringer sein
00149 als die Temperatur an der Oberfläche, was hinsichtlich
00150 eines kontinuierlichen Härteübergangs als vorteilhaft
00151 angesehen wird. Die Erwärmung geschieht bevorzugt durch
00152 eine induktive Erhitzung. Dabei wird das Werkzeug mit
00153 dem zu erwärmenden Schaftabschnitt in eine Induktionsspu-
00154 le gehalten. Bevorzugt werden die sich beidseitig dem
00155 Schaftabschnitt anschließenden Werkzeugbereiche durch
00156 eine Flüssigkeitbeaufschlagung gekühlt, so daß lediglich
00157 der Zwischenabschnitt die erwünschte Materialaufweichung
00158 erfährt. Die Flüssigkeitsbeaufschlagung kann dabei je-
00159 weils aus einer Wasserdusche bestehen. 00160
00161 Das Verfahren zur Herstellung eines gesinterten Werkzeu-
00162 ges sieht vor, daß zunächst ein den Schaft ausbildender
00163 Rohling aus weicherem Sintermaterial vorgeformt wird,
00164 dem dann der Abtriebsbereich aus härterem Material aufge-
00165 formt wird. Dieser aus zwei Komponenten bestehende Roh-
00166 ling wird dann zu Verfestigung in bekannter Weise mit
00167 Wärme beaufschlagt. Der Rohling kann dabei spritzgegos-
00168 sen sein und aus globularem Sintermaterial mit einer
00169 Korngröße von 10-15 μ bestehen. Als Bindemittel kann
00170 dem Metallpulver ein Kunststoff zugesetzt sein- Beim
00171 Spritzgießen kann das aus der Kunststofftechnik bekannt
00172 Verfahren angewendet werden. Während des SinterDrozesse,
00173 der Erwärmung des Werkstückes in einem Ofen auf die
00174 erforderliche Sintertemperatur von beispielsweise 1.200
00175 Celsius, entweicht das Bindemittel dem Rohling. Durch
00176 zusätzliche Druckbeaufschlagung findet eine Verdichtung
00177 des Werkstückes statt, eventuell auch eine Schrumpfung. 00178
00179 Nachstehend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfin-
00180 düng anhand der Figuren 1-4 erläutert. Es zeigt: 00181
00182 Fig. 1 einen Maschinenschraubendrehereinsatz gemäß
00183 einer ersten Ausführungsform, 00184
00185 Fig. 2 den Härteverlauf in einem Werkzeug nach Fig. 1, 00186
00187 Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Werkzeuges
00188 nach Fig. 1 im Fertigungsverfahren, und 00189
00190 Fig. 4 einen Querschnitt durch ein Werkzeug der zwei-
00191 ten Ausführungsform. 00192
00193 Die in den Figuren 1-4 dargestellten Werkzeuge sind
00194 Schraubendrehereinsätze nach DIN-Norm. Sie weisen ein
00195 Antriebsende auf, welches im Querschnitt sechskantig
00196 ausgebildet ist und einen Schaftabschnitt, welcher im
00197 Querschnitt rund ausgebildet ist und eine im Querschnitt
00198 kreuzförmige Arbeitsspitze, welche zum Eingriff in eine
00199 Kreuzschlitzschraube geeignet ist. Hinsichtlich der
00200 näheren Ausgestaltungsmerkmale der Ausführungsbeispiele
00201 insbesondere wie die Dimensionierung der einzelnen Berei-
00202 ehe ausgebildet sein kann, wird auf die europäische
00203 Patentanmeldung 0 336 136 verwiesen. Das Material des
00204 erfindungsgemäßen Werkzeuges hat in seiner Erstreck-
00205 ungsrichtung (Achse) einen inhomogenen Federkennlinien-
00206 verlauf. 00207
00208 Beim ersten Ausführungsbeispiel (Fig. 1) besteht das
00209 Werkzeug aus einem materialeinheitlich gefertigten und
00210 gehärteten Stahlkörper, dessen Schaftbereich 4 nachträq-
00211 lieh durch Wärmebeaufschlagung in seiner Härte bzw.
00212 Festigkeit geändert worden ist. Abtriebsbereich 2 und
00213 Antriebsbereich 3 sind dagegen nicht in ihrer Härte bzw.
00214 Festigkeit geändert worden. Der in Härtegraden gemessene
00215 Verlauf der Festigkeit des in Fig. 1 dargestellten
00216 Schraubendrehereinsatzes 1 ist in Fig. 2 dargestellt.
00217 Dort ist insbesondere ersichtlich, daß der Abtriebsbe-
00218 reich I, der von der im Querschnitt kreuzförmigen
00219 Einsteckspitze 2 ausgebildet ist, eine höhere Härte bzw.
00220 Festigkeit aufweist als der Schaftabschnitt II, der von
00221 dem im wesentlichen zylinderförmigen Schaft 4 ausgebil-
00222 det wird. Der Durchmesser des Schaftes 4 ist beim Ausfüh-
00223 rungsbeispiel geringer als die größte Querεchnitts-
00224 erstreckung der kreuzförmigen Abtriebsspitze 2. Der
00225 Antriebsbereich III, der von einem im Querschnitt sechs-
00226 kantigen Zylinder 3 ausgebildet wird, dessen Durchmesser
00227 größer ist als der Schaft 4, weist die Härte bzw. Festig-
00228 keit des Abtriebsbereichs I auf, die höher ist als die
00229 Härte bzw. Festigkeit des Schaftabschnitts II- 00230
00231 Der Härteübergang des Abtriebsbereiches I in den Schaft-
00232 abschnitt II sowie der Härteübergang vom Antriebsab-
00233 schnitt III in den Schaftabschnitt II erfolgt nicht
00234 sprunghaft sondern kontinuierlich. 00235
00236 In Figur 3 ist schematisch das Verfahren zur Herstellung
00237 eines Schraubendrehereinsatzes der ersten Ausführungs-
00238 form dargestellt. Um das Werkstoffgefüge des Schaftab-
00239 Schnittes II derart zu verändern, daß seine Federkennli-
00240 nie kleiner wird, wird dieser Schaftabschnitt II durch
00241 Wärme beaufschlagt. Hierzu wird der Schaftabschnitt 4 in
00242 eine Induktionsspule 5 eingeführt, welche sodann mit
00243 Strom beaufschlagt wird. Durch die Wirbelstrombildung im
00244 Schaft 4 wird dort Wärme erzeugt, die die Gefüαe^erände-
00245 rung bewirkt. Die Wärmebeaufschlagung erfolgt bevorzugt
00246 so lange, bis die Oberfläche des Schaftes 4 eine blaue
00247 Farbe angenommen hat. Damit sich das Materialgefüge der
00248 Abtriebsspitze 2 und des Antriebsbereiches 3 nicht än-
00249 dert, wird die Spitze 2 und der Sechskantabschnitt 3 mit
00250 einer Kühlflüssigkeit K beaufschlagt. Dies kann im Wege
00251 einer duschen-ähnlichen Wasserbeaufschlagung geschehen. 00252
00253 Nach einer derartigen Behandlung des Werkzeuges wird an
00254 der Arbeitsspitze eine Festigkeit von 63 HRC (Rockwell-
00255 härte) und am Schaft 4 eine Festigkeit von 45 HRC (Rock-
00256 wellhärte) gemessen. Der Schaft eines derart behandelten
00257 Werkzeuges läßt sich stärker drehen, als es die gehärte-
00258 te Spitze 2 bzw. der Sechskantabschnitt 3 zuläßt, wobei
00259 mit der stärkeren Drehung eine plastische Verformung
00260 einhergeht, die je nach Verringerung der Festigkeit 30 °
00261 bis 60 betragen kann. Die Zone kann dabei nicht nur
00262 einmal, sondern mehrfach plastisch verformt werden, ohne 00263 daß der Wert eines Maximaldrehmomentes, bei dem die
00264 plastische Verformung einsetzt, sich wesentlich ändert.
00265 Belastet man einen derartig gefertigten Schraubendreher-
00266 bit mit ansteigendem Drehmoment, so erfolgt zunächst
00267 eine elastische Verformung des Werkzeuges. Nach Über-
00268 schreiten eines Grenzdrehmomentes erfolgt eine plasti-
00269 sehe Verformung. Nach Beendigung der plastischen Verfor-
00270 mung stellt sich das gedrehte Werkzeug nur um den elasti-
00271 sehen Winkelbetrag wieder zurück. 00272
00273 Der in Fig. 4 dargestellte Schraubendrehereinsatz be-
00274 steht aus einer im Querschnitt kreuzförmigen Spitze 12,
00275 die den Abtriebsbereich I ausbildet, und einem m eseni-
00276 liehen zylinderförmig gestalteten Schaft 14 , der den
00277 Schaftabschnitt II ausbildet sowie einem Sechskaπtab-
00278 schnitt, der den Antriebsbereich III ausbildet. Der
00279 Schaft 14 weist dabei einen geringeren Durchmesser auϊ
00280 als der maximale Durchmesser des Sechskantabschnittes 1 '
00281 und der Arbeitsspitze 12 des Schraubendrehereinsatzes
00282 11. Der Schraubendrehereinsatz 11 besteht im weεentli-
00283 chen aus einem aus einem weicheren Sintermaterial W
00284 bestehenden Kern und einem die Arbeitsspitze 12 ausbil-
00285 denden Mantel aus härterem Sintermaterial H. 00286
00287 Sechskantbereich 13 und Schaft 14 sind bei diesem Ausfüh-
00288 rungsbeispiel aus dem weicheren Sintermaterial w, besit-
00289 zen demnach eine geringere Torsionεfederkonstante als
00290 die Spitze 12. Zur Erzielung eines kontinuierlichen
00291 Härteüberganges oder Federkonstantenüberganges ist der
00292 Kernbereich 15 der Arbeitsspitze 12 aus weicherem Sinter-
00293 material W ausgebildet. Die eigentliche Arbeitεεpitze
00294 selbst ist dagegen aus härterem Sintermaterial H ausge-
00295 bildet, das sich mantelartig über den Kern erstreckt.
00296 Ein besonderer Vorteil der Herstellung von Werkzeug aus
00297 Sintermaterialien besteht darin, daß die einzelnen
00298 Schaftbereiche aus unterschiedlichen Materialien oder
00299 Materialzusammensetzungen gefertigt werden können. Hier-
00300 zu ist es sogar möglich, den einzelnen Scha tbereichen
00301 unterschiedliche Elastizitätsmodule zu geben. Hierdurch
00302 ist nicht nur ein Eingriff in den Härteverlauf bzw.
00303 Festigkeitsverlauf möglich. Es läßt sich auch die spezi-
00304 fische Federkonstante über die Länge des Werkzeuges
00305 einstellen. 00306
00307 Zur Herstellung eines derartigen Schraubendrehereinsat-
00308 zes 11 wird zunächst ein den Sechskantabschnitt 13 und
00309 den Schaft 14 sowie den Kern 15 ausbildender Rohling aus
00310 weichem Sintermaterial W vorgepreßt ( spritzgeg -εsen ) -
00311 Diesem Rohling wird sodann die aus härterem Sintermateri-
00312 al H bestehende Spitze 12 aufqeformt ( spritzgeαossen ) ,
00313 die im wesentlichen einen kreuzförmigen Querschnitt
00314 aufweist. Dieser aus zwei Komponenten bestehende Rohlinq
00315 wird sodann in bekannter Weise durch Wärmebeau εchlagung
00316 verfestigt. Die unterschiedlichen Sintermaterialien W
00317 und H können sich hinsichtlich ihrer Zuεammensetzung und
00318 ihrer Korngröße unterscheiden. Bevorzugt wird eine Korn-
00319 große von 10-15 Mikrometer für den härteren Bereich
00320 gewählt. Zusätzlich zu metallischen Bestandteilen kann
00321 das Sinterpulver auch noch Kunststoffbestandteile als
00322 Bindemittel aufweisen. Beim fertigen Schraubendreherein-
00323 satz weist der Schaft 14 eine stärkere Tordierbarkeit
00324 oder Festigkeit auf, als die kreuzförmige Arbeitsspitze
00325 12. Die Härte der Arbeitsspitze 12 kann dabei im Bereich
00326 zwischen 60 und 63 HRC liegen und die Härte des Schaftes
00327 14 etwa 50 HRC betragen. 00328
00329 Zur Formgebung kann ein Verfahren nach der deutschen
00330 Patentschrift 39 07 022 gewählt werden. 00331
00332 Ein Metallpulver-Spritzgußverfahren eignet sich zur
00333 pulver etallogischen Herstellung von Kleinteilen. Das
00334 Verfahren leitet sich aus dem bekannten Kunststoffsprit-
00335 zen ab, wobei dem Kunststoff 50-70 Volumenprozent Metall-
00336 pulver zugemischt werden. Die dabei entstehende fließfä-
00337 hige Masse wird zu zugenannten Grünlingen verpreßt. Vor
00338 dem eigentlichen Metallpulver-Spritzguß wird das Metall-
00339 pulver mit einem Binder, der Kunststo fbestandteile 00340 enthält, in einem bestimmten Volumenverhältniε von bei-
00341 εpielsweise 70:30 bei reduziertem Inertgasdruck und ca.
00342 150-180 Celsius miteinander vermischt. Das Volumenver- 00343 hältnis wird dabei über die Korngröße bestimmt- In der
00344 Spritzgießmaschine wird die Masse bei 150-200 ° und bei
00345 einem Druck von 150 bar langsam in eine Form re-rritzt .
00346 Dabei können die unterschiedlichen Komponenten entweder
00347 gleichzeitig (Mehrkomponentenspritzguß) oder nacheinan-
00348 der in verschiedenen Formen oder gleichen Formen ver-
00349 spritzt werden. Der Binder kann in zwei Stufen entfernt
00350 werden. In einem ersten Schritt können die Grünlinge in
00351 ein Lösungsmittel getaucht werden, wobei ein Teil des
00352 Binders entfernt wird, so daß eine schwammartiqe offene
00353 Porosität entsteht, welche das ganze Bauteil durchzieht.
00354 Im Sinterofen kann dann die zweite Bindemittelentfernung
00355 zusammen mit dem eigentlichen Sinterprozeß stattfinden.
00356 Die Entbindungsphase liegt bevorzugt in der Phase, in
00357 welcher der Ofen hoch geheizt wird. Dabei kann im Ofen
00358 ein erhöhter Druck aus einem Gemisch von Argon und Was-
00359 serstoff eingestellt sein. Gleichzeitig mit der Entbin-
00360 düng beginnen die Pulverteilchen miteinander zu versin-
00361 tern. Dies geschieht etwa bei einer Temperatur von 800
00362 Celsius. Dann liegt bereits ein mechanisch stabiler
00363 Sinterkörper vor. Der Ofen wird dann auf die Sintertempe-
00364 ratur von ungefähr 1.200 Celsius erhöht und der Ofen
00365 wird evakuiert. Wenn die die anfänglich offene Porosität
00366 vollständig geschlossen hat, kann der Druck im Ofen auf
00367 bis zu 100 bar erhöht werden, um eine vollständige Ver-
00368 dichtung des Bauteils zu erzielen. Als Pulvermaterial
00369 sind globulare Partikel von 10-15 μm Korngröße vorgese-
00370 hen. Die chemische Zusammensetzung (Legierung) wird
00371 entsprechend der vorgesehenen Härte (Federkennlinie) des
00372 Werkstoffs ausgewählt. Beim Spritzgießen der Grünlinge
00373 kann eine Form mit einer Vielzahl von Formnestern Verwen-
00374 düng finden. 00375
00376 Die in der vorstehenden Beschreibung, der Zeichnung und
00377 den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können
00378 sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für
00379 die Verwirklichung der Erfindung von Bedeutung sein.
00380 Alle offenbarten Merkmale sind erfindungεweεen+ l eh- In
00381 die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der
00382 Offenbarungsinhalt der zuqehörigen/beigefüqten Priori -
00383 tätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhalt-
00384 lieh mit einbezogen.