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Title:
ROTATIONALLY DRIVABLE MACHINING TOOL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/180249
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a rotationally driveable machining tool (1) comprising a shaft (5) and a cutting part (7) extending along an axis of rotation. The cutting part (7) has at least one cutting portion (9) with an end cutting means (10), a free end surface (12) adjacent to the end cutting means (10) opposite the tool rotational direction, a peripheral cutting means (14) and a free peripheral surface (16) adjacent to the peripheral cutting means (14) opposite the tool rotational direction. Each cutting portion (9) borders a chip groove running along the peripheral cutting means for transporting away the chips produced in the machining process. Each cutting portion (9) supports a chip guiding element (3) which forms a chip inlet gap (20) with a closest end cutting means (10) opposite the tool rotational direction and defines a chip guiding space with a cutting surface adjacent to the closest end cutting means (10), with said chip guiding space increasing in size in the direction of the shaft. The chip guiding element (3) is integrally joined to the cutting portion (9) on an end surface (24).

Inventors:
VON PUTTKAMER INGO (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/057078
Publication Date:
September 28, 2023
Filing Date:
March 20, 2023
Export Citation:
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Assignee:
GUEHRING KG (DE)
International Classes:
B23B51/02; B23B47/34; B23B51/06
Foreign References:
EP3490746B12020-05-20
DE102007063204A12009-06-25
EP2839913A12015-02-25
DE102013108825B32014-10-30
DE102013000108A2013-01-02
Attorney, Agent or Firm:
WINTER BRANDL - PARTNERSCHAFT MBB (DE)
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Claims:
ANSPRÜCHE

1. Drehantreibbares spanabhebendes Werkzeug (1), das einen Schaft (5) und einen Schneidteil (7) aufweist, die sich entlang einer Drehachse erstrecken, wobei der Schneidteil (7) wenigstens einen Schneidsteg (9) mit

- einer Stimsch neide (10),

- einer entgegen der Werkzeugdrehrichtung an die Stirnschneide (10) angren- zenden Stirnfreifläche (12),

- einer Umfangsschneide (14) und

- einer entgegen der Werkzeugdrehrichtung an die Umfangsschneide (14) an- grenzenden Umfangsfreifläche (16) aufweist, jeder Schneidsteg (9) eine entlang der Umfangsschneide verlaufende Spannut (18) zum Abtransport der bei der spanabhebenden Bearbeitung anfallenden Späne be- grenzt, und jeder Schneidsteg (9) ein Spanleitelement (3) trägt, das mit einer entgegen der Werk- zeugdrehrichtung nächstliegenden Stirnschneide (10) einen Spaneintrittsspalt (20) bildet und mit einer an die nächstliegende Stirnschneide (10) angrenzenden Spanflä- che einen sich in Richtung des Schafts (5) vergrößernden Spanleitraum definiert, dadurch gekennzeichnet, dass das Spanleitelement (3) formschlüssig an einer Stirnfläche (24) am Schneidsteg (9) angefügt ist.

2, Werkzeug (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Spanleitele- ment (3) axial tiefer als die Stirnfreifläche (12) und/oder radial innerhalb der Um- fang sfreifläche (16) liegt.

3. Werkzeug (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnflä- che (24) eine 2D-Fläche ist, die schräg zur Drehachse liegt.

4. Werkzeug (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Winkel zwi- schen der Stirnfläche (24) und einer Schneidenebene der Stirnschneide (10) größer ist als der Freiwinkel der Stirnfreifläche (12),

5. Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass die Stirnfläche (24) Teil einer 3D- Fügefläche ist.

6. Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass das Spanleitelement (3) zu seiner Positionierung axial auf einer am Schneidsteg (9) ausgebildeten Stufe (30) sitzt

7. Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Werkzeug (1 ) spiralgenutet ist.

8. Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass das Spanleitelement (3) wenigstens einen Kühlschmiermittelkanal aufweist, der an einen durch den Schneidsteg (9) in Richtung Werkzeugspitze führenden Kühl- schmiermittelzufuhrkanal (32) anschließt.

9. Werkzeug (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet dass das Spanleitele- ment (3) einen stirnseitig austretenden Kühlschmiermittelkanal (36a) und/oder einen umfangsseitig austretenden Kühlschmiermitelkanal (36b) und/oder einen spannut- seitig austretenden Kühlschmiermittelkanal (36c) aufweist.

10. Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Spanleitelement (3) aus Vollhartmetall gebildet ist

11. Werkzeug (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Spanleitelement (3) 3D-gedruckt ist.

12. Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Spanleitelement (3) an die Stirnfläche (24) gelötet ist.

13. Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Spanleitelement (3) eine stirnseitige Teilkegelfläche (38a) hat.

14. Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Spanleitelement (3) eine umfangsseitige Teilzylinderfläche (38b) hat. 15 Werkzeug (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens zwei Schneidstege (9).

Description:
BESCHREIBUNG

DREHANTREIBBARES SPANABHEBENDES WERKZEUG

Die Erfindung betrifft ein drehantreibbares spanabhebendes Werkzeug mit ei- nem Spanleitelement, das mit einer entgegen der Werkzeugdrehrichtung nächstlie- genden Stirnschneide einen Spaneintrittsspalt bildet und mit einer an die nächstlie- gende Stirnschneide angrenzenden Spanfläche einen sich in Richtung eines Schafts des Werkezeugs vergrößernden Spanleitraum definiert.

Ein gattungsgemäßes drehantreibbares spanabhebendes Werkzeug ist bei- spielsweise aus der Druckschrift DE 10 2013 108 825 B3 bekannt. Das in der Druck- schrift gezeigte Werkzeug ist eine Reibahle, das einen Schaft und einen Schneidteil aufweist. Der Schneidteil umfasst bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform zwei Schneidstege, die jeweils eine Stirnschneide und eine sich in Richtung des Schafts erstreckende Umfangsschneide aufweisen. In der Druckschrift DE 10 2013 108 825 B3 sind die Stirnschneide und die Umfangsschneide an einer Schneidplatte ausgebil- det, die an einer den Schneidsteg begrenzenden Spanmitnahmefläche angelötet ist. Die Spanmitnahmefläche begrenzt des Weiteren eine Spannut zum Abtransport der bei der spanabhebenden Bearbeitung anfallenden Späne, die sich von der Stirn- schneide entlang der Umfangsschneide geradlinig in Richtung des Werkzeugschafts erstreckt. Ein als Spanführungselement bezeichnetes Spanleitelement ist als Viertel- schnitt eines Kreiszylinders ausgebildet und an einer die Spannut begrenzenden Spanführungsfläche angelötet, die den in Werkzeugdrehrichtung folgenden Schneidsteg begrenzt. Das Spanleitelement bildet mit der Spannut einen sich von der Stirnschneide in Richtung des Schafts aufweitenden Spankorridor bzw. Spanauf- nahmeraum. Die Spanführungsfläche erstreckt sich rechtwinklig zur die Spannut be- grenzenden Spanmitnahmefläche und ist parallel zur axial verlaufenden Drehachse des Werkzeugs ausgerichtet.

Die in der DE 10 2013 108 825 B3 gezeigte Reibahle ist durch die Bereitstel- lung des Spanleitelements in der Lage, an der Schneidplatte bei der spanabheben- den Bearbeitung anfallende Späne über den gebildeten Spankorridor sicher in die Spannut und in Richtung des Schafts abzuführen, so dass der Bearbeitungsbereich frei von Spänen bleibt, kein Spanstau auftritt und somit eine gleichbleibende hohe Qualität der Reibstelle erreicht wird.

Die Befestigung des Spanleitelements an der parallel zur Werkzeugdrehachse ausgerichteten Spanführungsfläche der Spannut führt jedoch dazu, dass das Span- leitelement im Wesentlichen vollständig, d.h. mit seinem gesamten Volumen, inner- halb der Spannut liegt und dadurch grundsätzlich den für eine Spanabfuhr zur Verfü- gung gestellten Raum verkleinert. Mit anderen Worten dient ein Teil des Spanleitele- ments ausschließlich der Befestigung an der Spanführungsfläche und nicht dazu, den sich in Richtung des Schafts aufweitenden Spankorridor zu bilden. Es bestehen demnach Verbesserungsmöglichkeiten hinsichtlich der Nutzung des von der Spannut zur Verfügung gestellten Raums zur Spanabfuhr.

Ausgehend von dem in der DE 102013 108 825 B3 gezeigten Werkzeug liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein drehantreibbares spanabhebendes Werkzeug mit einem Spanleitelement bereitzustellen, das mit einer entgegen der Werkzeugdrehrichtung nächstliegenden Stirnschneide einen Spaneintrittsspalt bildet und mit einer an die nächstliegende Stirnschneide angrenzenden Spanfläche einen sich in Richtung eines Schafts des Werkezeugs vergrößernden Spanleitraum defi- niert, wobei der durch eine Spannut zur Spanabfuhr zur Verfügung gestellte Raum besser genutzt wird.

Die Aufgabe wird durch ein Werkzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte oder bevorzugte Ausgestaltungen sind jeweils Ge- genstand der abhängigen Ansprüche.

Ein erfindungsgemäßes drehantreibbares spanabhebendes Werkzeug weist einen Schaft und einen Schneidteil auf, die sich entlang einer Drehachse erstrecken. Der Schneidteil weist wenigstens einen Schneidsteg mit einer Stirnschneide, einer entgegen der Werkzeugdrehrichtung an die Stirnschneide angrenzenden Stirnfreiflä- che, einer Umfangsschneide und einer entgegen der Werkzeugdrehrichtung an die Umfangsschneide angrenzenden Umfangsfreifläche auf. Jeder Schneidsteg begrenzt eine entlang der Umfangsschneide verlaufende Spannut zum Abtransport der bei der spanabhebenden Bearbeitung anfallenden Späne. Jeder Schneidsteg trägt ein Span- leitelement, das mit einer entgegen der Werkzeugdrehrichtung nächstliegenden Stirnschneide einen Spaneintrittsspalt bildet und mit einer an die nächstliegende Stirnschneide angrenzenden Spanfläche einen sich in Richtung des Schafts vergrö- ßernden Spankorridor bzw. (im Folgenden:) Spanleitraum definiert. Das Werkzeug kann beispielsweise ein Bohrer, ein Aufbohrer oder eine Reibahle sein. In diesen Fäl- len entspricht die Stirnschneide einer Hauptschneide, die Stirnfreifläche einer Haupt- freifläche, die Umfangsschneide einer Nebenschneide und die Umfangsfreifläche ei- ner Nebenfreifläche.

Die Stirnschneide kann sich von einer umfangsseitigen Schneidenecke, an der die Stirnscheide in die Umfangsschneide übergeht, in Richtung Werkzeugmitte er- strecken. Die Stirnschneide kann in Richtung Werkzeugmitte vor der Drehachse en- den. Bei einem zweischneidigen Bohrer mit ausgespitzter Querschneide kann sich die Stirnschneide (Hauptschneide) beispielsweise von der umfangsseitigen Schnei- denecke bis zur Ausspitzung erstrecken. Bei einem Bohrer ohne Ausspitzung kann sich die Stirnschneide bis zur Drehachse oder bis zu einer Querschneide erstrecken oder an einer Stelle in einem definierten Abstand von der Drehachse enden. Bei ei- nem Bohrungsnachbearbeitungswerkzeug wie z.B. einer Reibahle kann die Stirn- schneide an einer Stelle in einem definierten Abstand von der Drehachse enden.

Die Stirnschneide und die Umfangsschneide können mit dem Schneidsteg des Schneidteils einstückig bzw. integral ausgebildet sein oder wie bei dem in der DE 10 2013 108 825 B3 gezeigten Werkzeug Teil einer Schneidplatte sein, die am Schneidsteg angefügt ist. Sofern die Stirnschneide und die Umfangsschneide an ei- ner am Schneidsteg angefügten Schneidplatte ausgebildet sind, kann sich die Stirn- schneide über die in Richtung Werkzeugmitte gemessene Länge der Schneidplatte erstrecken.

Entscheidend ist aber lediglich, dass Werkzeug spanabhebend ist und das Spanleitelement die an der Stirnschneide entstehenden Späne sicher in Richtung des Schafts ableiten kann.

Erfindungsgemäß ist das Spanleitelement formschlüssig an einer Stirnfläche am Schneidsteg angefügt. Die Stirnfläche ist gemäß ihrem Wortsinn eine Fläche, die in Richtung der axial verlaufenden Werkzeugdrehachse projizierbar ist. Unter das Merkmal der Stirnfläche fällt demnach jede Fläche, die nicht parallel zur Werkzeug- drehachse ausgerichtet ist. Im Gegensatz zum Spanleitelement der DE 10 2013 108 825 B3, das an einer parallel zur Werkzeugdrehachse ausgerichteten Spanführungs- fläche der Spannut bzw. des in Werkzeugdrehrichtung vorauslaufenden Schneidstegs angefügt ist, sitzt das Spanleitelement gemäß der Erfindung somit auf einer zur Werkzeugdrehachse nichtparallelen Stirnfläche des Schneidstegs. Der von der Spannut zur Verfügung gestellte Raum zur Spanabfuhr kann dadurch besser ge- nutzt werden, weil das Spanleitelement nicht vollständig, d.h. nicht mit seinem ge- samten Volumen, innerhalb der zur Spanabfuhr vorgesehenen Spannut liegt und le- diglich der außerhalb der Spannut liegende Teil des Spanleitelements zur Anfügung an der Stirnfläche genutzt werden kann.

Das Spanleitelement kann so ausgestaltet sein, dass es bündig an die Stirn- freifläche und/oder Umfangsfreifläche angegrenzt, d.h. die Stirnfreifläche und/oder Umfangsfreifläche verlängert. In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Span- leitelement aber so an den Schneidsteg angefügt sein, dass es axial tiefer als die Stirnfreifläche und/oder radial innerhalb der Umfangsfreifläche liegt. Die Stirnfläche kann daher relativ zur Stirnfreifläche abgestuft axial zurückversetzt sein.

Des Weiteren kann die Stirnfläche eine sich zweidimensional erstreckende, ebene Fläche sein, die schräg zur Drehachse liegt. Eine 2D-Fläche lässt sich ferti- gungstechnisch ohne größere Schwierigkeiten z.B. durch eine Fräs- oder Schleifbe- arbeitung des Schneidstegs herstellen.

Der Winkel zwischen der Stirnfläche und einer Schneidenebene der Stirn- schneide kann dabei genau so groß sein wie der Freiwinkel der Stirnfreifläche. In ei- ner bevorzugten Ausführungsform kann der Winkel zwischen der Stirnfläche und ei- ner Schneidenebene der Stirnschneide aber größer sein als der Freiwinkel der Stirn- freifläche. In jedem Fall kann die Stirnfläche z.B. durch eine Fräs- oder Schleifbear- beitung des Schneidstegs ausgebildet werden, indem der Anstellwinkel eines Fräs- werkzeugs bzw. einer Schleifscheibe relativ zur Werkzeugdrehachse entsprechend eingestellt wird.

Wenn das Werkzeug, an dem das Spanleitelement angebracht werden soll, bereits eine entgegen der Werkzeugdrehrichtung an die Stirnfläche anschließende zweite Stirnfreifläche mit einem größeren Freiwinkel als die an die Stirnschneide an- grenzende Stirnfreifläche aufweist, kann die erfindungsgemäße Stirnfläche auch durch die zweite Stirnfreifläche gebildet sein, sofern die Funktion der (ersten) Stirnflä- che durch die Anfügung des Spanleitelements an der zweiten Stirnfreifläche nicht be- einträchtigt wird. In diesem Fall kann das Spanleitelement einfach an ein bereits vor- handenes Werkzeug angefügt werden, ohne dass am Schneidsteg des Werkzeugs wesentliche Modifikationen vorgenommen werden müssten. Die Stirnfläche kann aber auch eine sich dreidimensional erstreckende, unebene Fläche sein. Eine 3D- Fläche lässt sich auf einer CNC-Maschine ebenfalls ohne größere Schwierigkeiten z.B. durch eine Fräs- oder Schleifbearbeitung des Schneidstegs herstellen.

Unabhängig davon, ob die Stirnfläche eine 2D- oder 3D-Fläche ist, kann sie Teil eines größeren Flächengebildes sein, das für die formschlüssige Anfügung des Spanleitelements eine 3D-Fügefläche bereitstellt. Die 3D-Fügefläche kann beispiels- weise eine axial zugängliche taschenartige Ausnehmung im Schneidsteg begrenzen, die das Spanleitelement formschlüssig aufnimmt und bei der die Stirnfläche eine Bo- denfläche bildet, die von einer oder mehreren Seitenflächen- oder wänden berandet ist, die die Positionierung und Anfügung des Spanleitelements am Schneidsteg er- leichtern.

Vorzugsweise sitzt das Spanleitelement zu seiner Positionierung axial auf ei- ner am Schneidsteg ausgebildeten Stufe auf. Die Stufe kann eine Seitenfläche der oben erwähnten taschenartigen Ausnehmung bilden. Die Fläche der Stufe ist vorteil- haft senkrecht zur sich axial erstreckenden Werkzeugdrehachse ausgerichtet. Das Spanleitelement kann dadurch einfach von der Werkzeugstirnseite aus auf den Schneidsteg aufgesetzt und positioniert werden, bevor es formschlüssig am Schneidsteg angefügt wird.

Das Werkzeug kann spiralgenutet sein. Insbesondere kann es sich bei dem Werkzeug daher um einen, vorzugsweise zweischneidigen, Spiralbohrer handeln. Es ist alternativ aber auch möglich, dass das Werkzeug geradegenutet ist und beispiels- weise in Form einer Reibahle ausgebildet ist.

Das Spanleitelement kann wenigstens einen Kühlschmiermittelkanal aufwei- sen, der zur Versorgung der Stirn- und/oder Umfangsschneide an dem wenigstens einen Schneidsteg an einen durch den Schneidsteg in Richtung Werkzeugspitze füh- renden Kühlschmiermittelzufuhrkanal anschließt. Eine Austrittsöffnung des durch den Schneidsteg verlaufenden Kühlschmiermittelzufuhrkanals kann daher in der Stirnflä- che des Schneidstegs liegen, an die das Spanleitelement angefügt ist. Eine im Span- leitelement ausgebildete Eintrittsöffnung des Kühlschmiermittelkanals ist daher vor- teilhaft so angeordnet, dass bei an die Stirnfläche angefügtem Spanleitelement ein vom Werkzeug in das Spanleitelement durchgängiger Kühlschmiermittelkanal gebil- det wird.

Das Spanleitelement kann einen stirnseitig austretenden Kühlschmiermittelka- nal und/oder einen umfangsseitig austretenden Kühlschmiermittelkanal und/oder ei- nen spannutseitig austretenden Kühlschmiermittelkanal aufweisen. Je nach Anwen- dungsfall kann gezielt Kühlschmiermittel an die bei einer spanabhebenden Bearbei- tung eines Werkzeugs beanspruchten Stellen am Schneidteil oder am Spanleitele- ment geführt werden, an denen eine Kühlung und/oder Schmierung notwendig ist. Das aus einem spannutseitig austretenden Kühlschmiermittelkanal austretende Kühl- schmiermittel kann die Abfuhr der Späne im Spanleitraum und in der Spannut zusätz- lich unterstützen.

Das Spanleitelement kann aus Vollhartmetall gebildet sein. Wenn das Spanlei- telement aus Vollhartmetall gebildet ist, kann die Stabilität des Werkzeugs bei der spanabhebenden Bearbeitung sichergestellt werden. Wenn auch das Werkzeug selbst aus Vollhartmetall gebildet ist, kann aufgrund derselben Materialien die Anfü- gung des Spanleitelements an der Stirnfläche vereinfacht werden.

Das Spanleitelement ist vorzugsweise 3D-gedruckt. Das Spanleitelement kann entweder ein direkt 3D-gedrucktes Element sein. Alternativ dazu kann zunächst ein Grünling mittels 3D-Druck erzeugt werden, der dann in einem anschließenden Sinter- prozess seine endgültigen Werkstoffeigenschaften erhält. Durch den 3D-Druck lässt sich die spanleitelementseitige Fügefläche an jede komplex gestalte 2D- oder 3D- Stirnfläche am Schneidsteg anpassen, so dass eine formschlüssige Anfügung des Spanleitelements an den Schneidsteg möglich ist.

Vorzugsweise ist das Spanleitelement an die Stirnfläche gelötet. Es ist alterna- tiv auch möglich, dass das Spanleitelement an die Stirnfläche geschweißt oder ge- klebt ist. Denkbar wäre auch eine Anfügung durch Verschraubung. Eine dauerhafte unlösbare Verbindung zwischen dem Spanleitelement und der Stirnfläche ist aller- dings bevorzugt, um den bei der spanabhebenden Bearbeitung auftretenden Kräfte standhalten zu können.

Das Spanleitelement kann eine stirnseitige Teilkegelfläche und/oder eine um- fangsseitige Teilzylinderfläche haben. Das Spanleitelement kann damit vorteilhaft so an die Außenkontur des Schneidstegs angepasst sein, dass zwischen dem Schneidsteg und der umfangsseitigen Teilzylinderfläche ein im Wesentlichen bündi- ger Übergang ausgebildet wird und negative Einflüsse des Spanleitelements, die bei- spielsweise den Rundlauf des Werkzeugs betreffen können, vermieden werden.

Das Werkzeug kann mehr als einen Schneidsteg aufweisen. Es hat in einer bevorzugten Ausführungsform zwei Schneidstege. Das Werkzeug weist damit vor- zugsweise zwei Stirnflächen auf, an denen jeweils ein Spanleitelement formschlüssig angefügt ist. Im Sinne eines guten Werkzeugrundlaufs sind die Stirnflächen und die Spanleitelemente vorteilhaft so ausgebildet, dass eine Drehung eines Spanleitele- ments um 180 Grad um die Werkzeugdrehachse das Spanleitelement auf dem je- weils anderen Spanleitelement abbildet.

Im Folgenden werden mit Hilfe der beigefügten Zeichnungen eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Werkzeugs beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Werkzeugs;

Fig. 2a eine Seitenansicht eines Schneidteils des erfindungsgemäßen Werk- zeugs;

Fig. 2b eine perspektivische Ansicht eines Schneidteils des erfindungsgemä- ßen Werkzeugs;

Fig. 2c eine weitere perspektivische Ansicht eines Schneidteils des erfin- dungsgemäßen Werkzeugs;

Fig. 3 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Werkzeugs ohne ein Span- leitelement;

Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts A in Fig. 3;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Werkzeugs ohne Spanleitelement; Fig. 6 eine Vorderansicht des erfindungsgemäßen Werkzeugs ohne Spanlei- telement;

Fig. 7a eine perspektivische Ansicht des Spanleitelements;

Fig. 7b eine weitere perspektivische Ansicht des Spanleitelements;

Fig. 8 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Werkzeugs ohne Spanlei- telement;

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Werkzeugs ohne Spanleitelement;

Fig. 10 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Werkzeugs mit angefüg- tem Spanleitelement;

Fig. 11a eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Werkzeugs mit angefüg- tem Spanleitelement;

Fig. 11 b eine weitere Seitenansicht des erfindungsgemäßen Werkzeugs mit angefügtem Spanleitelement; und

Fig. 12 eine weitere Seitenansicht des erfindungsgemäßen Werkzeugs mit an- gefügtem Spanleitelement zur Darstellung von Kühlschmiermittelkanälen im Spanlei- telement.

Die Fig. 1 bis 2c und Fig. 10 bis 12 zeigen ein erfindungsgemäßes Werkzeug in Form eines zweischneidigen Spiralbohrers 1 mit an den Spiralbohrer 1 angefügten Spanleitelementen 3. In den Figuren 10 und 11 b ist zur besseren Darstellung nur ei- nes von zwei angefügten Spanleitelementen 3 dargestellt. Die Fig. 3 bis 6 und 8 bis 9 zeigen den Spiralbohrer 1 , wobei kein Spanelement 3 angefügt ist. Die Fig. 7a und 7b zeigen jeweils das Spanleitelement 3 ohne den zugehörigen Spiralbohrer 1 .

Wie in Fig. 1 gezeigt, weist der Spiralbohrer 1 einen Schaft 5 und einen Schneidteil 7 auf, die sich entlang einer Drehachse erstrecken. Der Schneidteil 7 weist zwei Schneidstege 9 mit jeweils einer Hauptscheide 10 (vgl. Fig. 9), und jeweils einer entgegen der Werkzeugdrehrichtung an die Hauptschneide 10 angrenzenden Hauptfreifläche 12, jeweils einer Nebenschneide 14 und einer entgegen der Werk- zeugdrehrichtung an die Nebenschneide 14 angrenzenden Nebenfreifläche 16 auf. Jeder Schneidsteg 9 begrenzt eine entlang der Nebenschneide 14 spiralförmig ver- laufende Spannut 18 zum Abtransport der bei der spanabhebenden Bearbeitung an- fallenden Späne. Jeder der beiden Schneidstege 9 trägt ein Spanleitelement 3, das mit einer entgegen der Werkzeugdrehrichtung nächstliegenden Hauptschneide 10 ei- nen Spaneintrittsspalt 20 (vgl. Fig. 2b) bildet und mit einer an die nächstliegende Hauptschneide 10 angrenzenden Spanfläche einen sich in Richtung des Schafts 5 vergrößernden Spanleitraum definiert.

Jede Hauptschneide 10 erstreckt sich von einer umfangsseitigen Schneiden- ecke 22, an der die Hauptscheide 10 in die Nebenschneide 14 übergeht, in Richtung Werkzeugmitte, d.h. radial nach innen, bis zu einer Querschneide 27. Die Haupt- schneide 10 und die Nebenschneide 14 sind mit dem Schneidsteg 9 des Schneidteils 7 einstückig bzw. integral ausgebildet.

Das Spanleitelement 3 ist über eine Fügefläche 25, die in Fig. 7b dargestellt ist, formschlüssig an einer Stirnfläche 24 am Schneidsteg 9 angefügt. Die Stirnfläche 24 ist gemäß ihrem Wortsinn eine Fläche, die in Richtung der axial verlaufenden Werkzeugdrehachse projizierbar ist. Das Spanleitelement 3 sitz somit auf der zur Werkzeugdrehachse nichtparallelen Stirnfläche 24 des Schneidstegs 9. Der von der Spannut 18 zur Verfügung gestellte Raum zur Spanabfuhr kann dadurch besser ge- nutzt werden, weil das Spanleitelement 3 nicht vollständig, d.h. nicht mit seinem ge- samten Volumen, innerhalb der zur Spanabfuhr vorgesehenen Spannut 18 liegt und lediglich der außerhalb der Spannut 18 liegende Teil des Spanleitelements 3 zur An- fügung an der Stirnfläche 24 genutzt werden kann. Wie in der perspektivischen An- sicht von Fig. 9 gezeigt, ist ein Winkel zwischen der Stirnfläche 24 und einer Schnei- denebene der Hauptschneide 10 größer als der Freiwinkel der Hauptfreifläche 12.

In der bevorzugten Ausführungsform ist das Spanleitelement 3 so an den Schneidsteg 9 angefügt, dass es axial tiefer als die Hauptfreifläche 12 und radial in- nerhalb der Nebenfreifläche 16 liegt. Wie in Fig. 9 gezeigt, ist die Stirnfläche 24 da- her relativ zur Hauptfreifläche 12 abgestuft axial in Richtung des Schafts 5 zurückver- setzt. Des Weiteren ist die Stirnfläche 24 in der bevorzugten Ausführungsform eine sich zweidimensional erstreckende, ebene Fläche, die schräg zur Drehachse liegt. Eine solche 2D-Fläche lässt sich fertigungstechnisch ohne größere Schwierigkeiten z.B. durch eine Fräs- oder Schleifbearbeitung des Schneidstegs 9 herstellen.

In der bevorzugten Ausführungsform ist die Stirnfläche 24 Teil eines größeren Flächengebildes, das für die formschlüssige Anfügung des Spanleitelements 3 eine 3D-Fügefläche bereitstellt. Wie in Fig. 9 gezeigt, begrenzt die 3D-Fügefläche eine axial zugängliche taschenartige Ausnehmung 26 im Schneidsteg 9, die das Spanlei- telement 3 formschlüssig aufnimmt und bei der die Stirnfläche 24 eine Bodenfläche bildet. Die taschenartige Ausnehmung 26 ist in der gezeigten Ausführungsform in Richtung der Werkzeugstirnseite von einer gerundeten Seitenfläche 28 (vgl. Fig. 4 und 8) berandet, die die Positionierung und Anfügung des Spanleitelements 3 am Schneidsteg 9 erleichtern.

Wie in Fig. 10 gezeigt, sitzt das Spanleitelement 3 zu seiner Positionierung axial auf einer am Schneidsteg 9 ausgebildeten Stufe 30 auf. Die Stufe 30 bildet eine weitere Seitenfläche der oben erwähnten taschenartigen Ausnehmung 26 und beran- det die Ausnehmung 26 in Richtung des Schafts 5. Die Fläche der Stufe 30 ist dabei senkrecht zur sich axial erstreckenden Werkzeugdrehachse ausgerichtet. Das Span- leitelement 3 kann dadurch einfach von der Werkzeugstirnseite aus auf den Schneidsteg 9 aufgesetzt und positioniert werden, bevor es formschlüssig am Schneidsteg 9 angefügt wird.

Jedes Spanleitelement 3 weist in der gezeigten bevorzugten Ausführungsform drei Kühlschmiermittelkanäle auf, die zur Versorgung der zugehörigen Haupt- schneide 10 und der zugehörigen Nebenschneide 14 dienen, wobei die Kühlschmier- mittelkanäle miteinander verbunden sind und einer davon an einen durch den Schneidsteg 9 in Richtung Werkzeugspitze führenden Kühlschmiermittelzufuhrkanal 32 anschließt. Wie in Fig. 5 und 9 gezeigt, liegt eine Austrittsöffnung des durch den Schneidsteg 9 verlaufenden Kühlschmiermittelzufuhrkanals 32 in der Stirnfläche 24 des Schneidstegs 9, an die das Spanleitelement 3 formschlüssig angefügt ist. Eine im Spanleitelement 3 ausgebildete Eintrittsöffnung 34 einer der drei Kühlschmiermit- telkanäle ist so angeordnet, dass bei an die Stirnfläche 24 angefügtem Spanleitele- ment 3 ein vom Spiralbohrer 1 in das Spanleitelement 3 durchgängiger Kühlschmier- mittelkanal gebildet wird.

Das Spanleitelement 3 weist in der bevorzugten Ausführungsform einen stirn- seitig austretenden Kühlschmiermittelkanal 36a und einen umfangsseitig austreten- den Kühlschmiermittelkanal 36b und einen spannutseitig austretenden Kühlschmier- mittelkanal 36c auf, wie in Fig. 2b und 2c gezeigt. Dadurch kann gezielt Kühlschmier- mittel an die bei einer spanabhebenden Bearbeitung des Spiralbohrers 1 bean- spruchten Stellen am Schneidteil 7 und/oder am Spanleitelement 3 geführt werden, an denen eine Kühlung und/oder Schmierung notwendig ist. Das aus dem spannut- seitig austretenden Kühlschmiermittelkanal 36c austretende Kühlschmiermittel kann die Abfuhr der Späne im Spanleitraum und in der Spannut 18 zusätzlich unterstüt- zen.

Das Spanleitelement ist in der bevorzugten Ausführungsform aus Vollhartme- tall gebildet. Dadurch kann die Stabilität des Spiralbohrers 1 bei der spanabheben- den Bearbeitung sichergestellt werden.

Des Weiteren ist das Spanleitelement 3 ein 3D-gedrucktes Element. Es wird zunächst ein Grünling mittels 3D-Druck erzeugt, der dann in einem anschließenden Sinterprozess seine endgültigen Werkstoffeigenschaften erhält. Durch den 3D-Druck lässt sich die spanleitelementseitige Fügefläche 25 leicht an die 2D-Stirnfläche 24 und die taschenartige Ausnehmung 26 mit Seitenfläche 28 und Stufe 30 am Schneidsteg 9 anpassen, so dass eine formschlüssige Anfügung des Spanleitele- ments 3 an den Schneidsteg 9 möglich ist.

In der gezeigten bevorzugten Ausführungsform ist das Spanleitelement 3 an die Stirnfläche 24 gelötet. Eine dauerhafte unlösbare Verbindung zwischen dem Spanleitelement 3 und der Stirnfläche 24 ist vorteilhaft, um den bei der spanabhe- benden Bearbeitung auftretenden Kräfte standhalten zu können.

Wie in Fig. 11a gezeigt, hat das Spanleitelement 3 eine stirnseitige Teilkegel- fläche 38a und eine umfangsseitige Teilzylinderfläche 38b. Das Spanleitelement 3 ist damit vorteilhaft so an die Außenkontur des Schneidstegs 9 angepasst, dass zwi- schen dem Schneidsteg 9 und der umfangsseitigen Teilzylinderfläche 38b ein im We- sentlichen bündiger Übergang ausgebildet wird und negative Einflüsse des Spanlei- telements 3, die beispielsweise den Rundlauf des Spiralbohrers 1 betreffen können, vermieden werden.

In der gezeigten Ausführungsform weist das Werkzeug (der Spiralbohrer) zwei Schneidstege mit jeweils einer Stirnfläche und einem formschlüssig an die Stirnfläche angefügtem Spanleitelement auf. Es ist grundsätzlich ausreichend, wenn das Werk- zeug nur einen Schneidsteg mit einer Stirnfläche und einem an die Stirnfläche ange- fügtem Spanleitelement aufweist. Das Werkzeug kann aber auch mehr als zwei Schneidstege aufweisen.

Des Weiteren muss es sich bei dem Werkzeug nicht um einen spiralgenuteten Bohrer handeln. Es ist alternativ auch möglich, dass das Werkzeug ein geradegenu- tetes Werkzeug, z.B. eine geradegenutete Reibahle, ist.

In der gezeigten Ausführungsform ist die Stirnschneide (Hauptschneide) und die Nebenschneide (Umfangsschneide) mit dem Schneidsteg des Schneidteils ein- stückig bzw. integral ausgebildet. Alternativ dazu können die Haupt- und Umfangs- schneide Teil einer Schneidplatte sein, die am Schneidsteg angefügt ist.

In der oben gezeigten Ausführungsform liegt das Spanleitelement axial tiefer als die Stirnfreifläche (Hauptfreifläche) und radial innerhalb der Umfangsfreifläche (Nebenfreifläche). Das Spanleitelement kann aber auch so ausgestaltet sein, dass es bündig an die Stirnfreifläche und/oder Umfangsfreifläche angegrenzt, d.h. die Stirn- freifläche und/oder Umfangsfreifläche verlängert.

In der gezeigten Ausführungsform ist die Stirnfläche eine 2D-Fläche, die schräg zur Drehachse liegt. Die Stirnfläche kann alternativ auch eine beliebig ge- formte 3D-Fläche sein.

In der gezeigten Ausführungsform ist der Winkel zwischen der Stirnfläche und einer Schneidenebene der Stirnschneide größer als der Freiwinkel der Stirnfreifläche. Der Winkel zwischen der Stirnfläche und einer Schneidenebene der Stirnschneide kann alternativ genau so groß sein wie der Freiwinkel der Stirnfreifläche.

In der gezeigten Ausführungsform sitzt das Spanleitelement zu seiner Positio- nierung axial auf einer am Schneidsteg ausgebildeten Stufe. Die Stufe ist jedoch nicht wesentlich, sondern dient nur einer einfacheren Positionierung des Spanleitele- ments an der Stirnfläche.

In der gezeigten Ausführungsform weist das Spanleitelement drei Kühl- schmiermittelkanäle, einen stirnseitig austretenden Kühlschmiermittelkanal und einen umfangsseitig austretenden Kühlschmiermittelkanal und einen spannutseitig austre- tenden Kühlschmiermittelkanal, auf. Das Spanleitelement kann je nach Anwendungs- fall auch keinen Kühlschmiermittelkanal, einen Kühlschmiermittelkanal, zwei Kühl- schmiermittelkanäle oder mehr als drei Kühlschmiermittelkanäle haben.

In der gezeigten Ausführungsform ist das Spanleitelement ein 3D-gedrucktes Element aus Vollhartmetall, das an die Stirnfläche des Schneidstegs gelötet ist. Das Spanleitelement kann aber auch mit einem anderen Fertigungsverfahren und aus ei- nem anderen Werkstoff hergestellt sein. Des Weiteren muss das Spanleitelement nicht an die Stirnfläche gelötet sein, sondern kann alternativ auch an die Stirnfläche geschweißt, geklebt oder geschraubt sein.

In der bevorzugten Ausführungsform hat das Spanleitelement eine stirnseitige Teilkegelfläche und eine umfangsseitige Teilzylinderfläche. Das Spanleitelement kann alternativ dazu eine beliebig geformte Außenkontur aufweisen, so lange die ei- gentliche Funktion des Werkzeugs nicht beeinträchtigt wird.

Bezugszeichenliste

1 Spiralbohrer

3 Spanleitelement

5 Schaft

7 Schneidteil

9 Schneidsteg

10 Hauptschneide

12 Hauptfreifläche

14 Nebenschneide Nebenfreifläche

Spannut

Spaneintrittsspalt

Schneidenecke

Stirnfläche

Fügefläche

Querschneide

Aufnahmetasche

Seitenfläche

Stufe

Kühlschmiermittelzufuhrkanal

Eintrittsöffnung a stirnseitig austretender Kühlschmiermittelkanalb umfangsseitig austretender Kühlschmiermittelkanalc spannutseitig austretender Kühlschmiermittelkanala stirnseitige Teilkegelfläche b umfangsseitige Teilzylinderfläche