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DE-102022109988-B4 - VERSCHLEISSFESTES ARMIERTES SCHNEIDWERKZEUG SOWIE VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG

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Abstract

Verschleißfestes armiertes Schneidwerkzeug (10), umfassend: einen Werkzeugkörper (12) mit einem ersten Ende (12m) und einem entgegengesetzten zweiten Ende (12b) und mit einem Plattensitz (12g), wobei der Plattensitz (12g) eine zylindrische innere Seitenwand (12i), eine äußere Seitenwand (12h) und einen Boden (12j) umfasst, der sich von der zylindrischen inneren Seitenwand (12i) zu der äußeren Seitenwand (12h) erstreckt; einen fest am Werkzeugkörper (12) angebrachten Träger (16), wobei das erste Ende (12m) des Werkzeugkörpers (12) angrenzend an den Träger (16) angeordnet ist; zumindest ein innerhalb des Plattensitzes (12g) fest an dem Werkzeugkörper (12) angebrachtes verschleißfestes Element (18), wobei das zumindest eine verschleißfeste Element (18) angrenzend an das erste Ende (12m) des Werkzeugkörpers (12) angeordnet ist; und eine fest an dem Träger (16) angebrachte Schneidspitze (20); wobei der Träger (16), das zumindest eine verschleißfeste Element (18) und die Schneidspitze (20) jeweils eine Materialhärte aufweisen, die größer ist als die des Werkzeugkörpers (12); wobei der Träger (16) das erste Ende (12m) des Werkzeugkörpers (12) vollständig bedeckt und an das zumindest eine verschleißfeste Element (18) angrenzt.

Inventors

  • Robbie D. BLOOM
  • James R. Geyer

Assignees

  • KENNAMETAL INC.

Dates

Publication Date
20260507
Application Date
20220426
Priority Date
20210426

Claims (19)

  1. Verschleißfestes armiertes Schneidwerkzeug (10), umfassend: einen Werkzeugkörper (12) mit einem ersten Ende (12m) und einem entgegengesetzten zweiten Ende (12b) und mit einem Plattensitz (12g), wobei der Plattensitz (12g) eine zylindrische innere Seitenwand (12i), eine äußere Seitenwand (12h) und einen Boden (12j) umfasst, der sich von der zylindrischen inneren Seitenwand (12i) zu der äußeren Seitenwand (12h) erstreckt; einen fest am Werkzeugkörper (12) angebrachten Träger (16), wobei das erste Ende (12m) des Werkzeugkörpers (12) angrenzend an den Träger (16) angeordnet ist; zumindest ein innerhalb des Plattensitzes (12g) fest an dem Werkzeugkörper (12) angebrachtes verschleißfestes Element (18), wobei das zumindest eine verschleißfeste Element (18) angrenzend an das erste Ende (12m) des Werkzeugkörpers (12) angeordnet ist; und eine fest an dem Träger (16) angebrachte Schneidspitze (20); wobei der Träger (16), das zumindest eine verschleißfeste Element (18) und die Schneidspitze (20) jeweils eine Materialhärte aufweisen, die größer ist als die des Werkzeugkörpers (12); wobei der Träger (16) das erste Ende (12m) des Werkzeugkörpers (12) vollständig bedeckt und an das zumindest eine verschleißfeste Element (18) angrenzt.
  2. Verschleißfestes armiertes Schneidwerkzeug (10) nach Anspruch 1 , wobei das zumindest eine verschleißfeste Element (18) einen Ring umfasst, der einen gesamten Umfang des Werkzeugkörpers (12) bedeckt.
  3. Verschleißfestes armiertes Schneidwerkzeug (10) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2 , wobei das zumindest eine verschleißfeste Element (18) eine Vielzahl von aneinanderstoßenden verschleißfesten Elementen (18) umfasst, die einen gesamten Umfang des Werkzeugkörpers (12) bedecken.
  4. Verschleißfestes armiertes Schneidwerkzeug (10) nach Anspruch 1 , wobei das zumindest eine verschleißfeste Element (18) eine Vielzahl von nicht aneinanderstoßenden verschleißfesten Elementen (18) umfasst, die zumindest 40 % eines Umfangs des Werkzeugkörpers (12) bedecken.
  5. Verschleißfestes armiertes Schneidwerkzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Materialhärte des Trägers (16), des zumindest einen verschleißfesten Elements (18) und der Schneidspitze (20) jeweils zumindest 58 Rockwellhärte C (HRC) beträgt.
  6. Verschleißfestes armiertes Schneidwerkzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Ende (20a) der Schneidspitze (20) aus polykristallinem Diamant hergestellt ist.
  7. Verschleißfestes armiertes Schneidwerkzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend ein Sicherungselement (14a) und eine Unterlegscheibe (14b), wobei der Werkzeugkörper (12) einen Schaft (12a) umfasst, das Sicherungselement (14a) an und über dem Schaft (12a) angebracht ist, wobei die Unterlegscheibe (14b) verschiebbar an und über dem Sicherungselement (14a) angeordnet ist, eine Sicherungslasche (14c) des Sicherungselements (14a) in einem Hohlraum (12e) des Schafts (12a) angeordnet ist und das Sicherungselement (14a) am Schaft (12a) befestigt, und die Unterlegscheibe (14b) verschiebbar entlang des Sicherungselements (14a) von einer an den Hohlraum (12e) angrenzenden Stelle zu einer zweiten, an eine Halterung (12c) des Werkzeugkörpers (12) angrenzenden Stelle bewegbar ist, damit sich das Sicherungselement (14a) an der an den Hohlraum (12e) angrenzenden Stelle ausdehnen kann.
  8. Verschleißfestes armiertes Schneidwerkzeug (10), umfassend: einen Werkzeugkörper (12) mit einem Plattensitz (12g), wobei der Plattensitz (12g) eine zylindrische innere Seitenwand (12i), eine äußere Seitenwand (12h) und einen Boden (12j) umfasst, der sich von der zylindrischen inneren Seitenwand (12i) zu der äußeren Seitenwand (12h) erstreckt; einen fest an dem Werkzeugkörper (12) angebrachten Träger (16); zumindest ein innerhalb des Plattensitzes (12g) fest an dem Werkzeugkörper (12) angebrachtes verschleißfestes Element (18); und eine fest an dem Träger (16) angebrachte Schneidspitze (20), wobei ein Ende (20a) der Schneidspitze (20) aus polykristallinem Diamant hergestellt ist; wobei der Träger (16), das zumindest eine verschleißfeste Element (18) und die Schneidspitze (20) jeweils eine Materialhärte aufweisen, die größer ist als die des Werkzeugkörpers (12); wobei der Träger (16) ein Ende (12m) des Werkzeugkörpers (12) vollständig bedeckt und an das zumindest eine verschleißfeste Element (18) angrenzt.
  9. Verschleißfestes armiertes Schneidwerkzeug (10) nach Anspruch 8 , wobei das zumindest eine verschleißfeste Element (18) einen Ring umfasst, der einen gesamten Umfang einer Fläche (12i) des Werkzeugkörpers (12) bedeckt.
  10. Verschleißfestes armiertes Schneidwerkzeug (10) nach Anspruch 8 oder Anspruch 9 , wobei das zumindest eine verschleißfeste Element (18) eine Vielzahl von aneinanderstoßenden verschleißfesten Elementen (18) umfasst, die einen gesamten Umfang einer Fläche (12i) des Werkzeugkörpers (12) bedecken.
  11. Verschleißfestes armiertes Schneidwerkzeug (10) nach Anspruch 8 , wobei das zumindest eine verschleißfeste Element (18) eine Vielzahl von nicht aneinanderstoßenden verschleißfesten Elementen (18) umfasst, die zumindest 40 % eines Umfangs einer Fläche (12i) des Werkzeugkörpers (12) bedecken.
  12. Verschleißfestes armiertes Schneidwerkzeug (10) nach einem der Ansprüche 8 bis 11 , wobei die Materialhärte des Trägers (16), des zumindest einen verschleißfesten Elements (18) und der Schneidspitze (20) jeweils zumindest 58 Rockwellhärte C (HRC) beträgt.
  13. Verschleißfestes armiertes Schneidwerkzeug (10) nach einem der Ansprüche 8 bis 12 , ferner umfassend ein Sicherungselement (14a) und eine Unterlegscheibe (14b), wobei der Werkzeugkörper (12) einen Schaft (12a) umfasst, das Sicherungselement (14a) an und über dem Schaft (12a) angebracht ist, wobei die Unterlegscheibe (14b) verschiebbar an und über dem Sicherungselement (14a) angeordnet ist, eine Sicherungslasche (14c) des Sicherungselements (14a) in einem Hohlraum (12e) des Schafts (12a) angeordnet ist und das Sicherungselement (14a) am Schaft (12a) befestigt, und die Unterlegscheibe (14b) verschiebbar entlang des Sicherungselements (14a) von einer an den Hohlraum (12e) angrenzenden Stelle zu einer zweiten, an eine Halterung (12c) des Werkzeugkörpers (12) angrenzenden Stelle bewegbar ist, damit sich das Sicherungselement (14a) an der an den Hohlraum (12e) angrenzenden Stelle ausdehnen kann.
  14. Verfahren zur Herstellung eines verschleißfesten armierten Schneidwerkzeugs (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend: das feste Anbringen des zumindest einen verschleißfesten Elements (18) und des Trägers (16) am Werkzeugkörper (12); und gleichzeitiges Erreichen einer gewünschten Mikrostruktur des Werkzeugkörpers (12).
  15. Verfahren nach Anspruch 14 , wobei das feste Anbringen Hartlöten umfasst.
  16. Verfahren nach Anspruch 14 oder Anspruch 15 , wobei die gewünschte Mikrostruktur eine feinkörnige martensitische Struktur umfasst.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16 , wobei das Erreichen das Erhitzen und schnelle Abkühlen des Werkzeugkörpers (12) umfasst.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17 , ferner umfassend das anschließende feste Anbringen einer Schneidspitze (20) an dem Träger (16).
  19. Verfahren nach Anspruch 18 , wobei das feste Anbringen Hartlöten umfasst.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf verschleißfeste armierte Schneidwerkzeuge, die für Schneidvorgänge, wie etwa den Erdschnitt, verwendet werden können. Des Weiteren betrifft die Erfindung Verfahren zur Herstellung derartiger Schneidwerkzeuge. Schneidwerkzeuge, wie etwa Erdschneidwerkzeuge, unterliegen während des Gebrauchs oft einem starken Verschleiß. Die Körper dieser Schneidwerkzeuge können auswaschen und einen dünnen Querschnitt des Werkzeugs zurücklassen, der störanfällig ist und ein unerwünschtes Fräsmuster hinterlassen kann. Diese Schneidwerkzeuge versagen häufig und müssen ersetzt werden. Aus der US 2012 0 025 592 A1 sowie der US 10 323 515 B1 sind Schneidwerkzeuge bekannt. Aufgabe der Erfindung ist es, Schneidwerkzeuge zur Überwindung eines oder mehrerer Probleme der aus dem Stand der Technik bekannten Schneidwerkzeuge und Verfahren zu deren Herstellung bereitzustellen. Die Aufgabe wird durch ein Schneidwerkzeug gemäß Anspruch 1, durch ein Schneidwerkzeug gemäß Anspruch 8 sowie durch ein Verfahren gemäß Anspruch 14 gelöst. In einer Ausführungsform kann ein verschleißfestes armiertes Schneidwerkzeug vorgesehen sein. Das verschleißfeste armierte Schneidwerkzeug kann einen Werkzeugkörper, einen Träger, zumindest ein verschleißfestes Element und eine Schneidspitze beinhalten. Der Träger kann fest an dem Werkzeugkörper angebracht sein, wobei ein Ende einer Fläche des Werkzeugkörpers angrenzend an den Träger angeordnet ist. Das zumindest eine verschleißfeste Element kann fest an dem Werkzeugkörper angebracht sein. Das zumindest eine verschleißfeste Element kann angrenzend an das Ende der Fläche des Werkzeugkörpers angeordnet sein. Die Schneidspitze kann fest an dem Träger angebracht sein. Der Träger, das zumindest eine verschleißfeste Element und die Schneidspitze können jeweils eine Materialhärte aufweisen, die höher ist als die des Werkzeugkörpers. In einer weiteren Ausführungsform kann ein verschleißfestes armiertes Schneidwerkzeug vorgesehen sein. Das verschleißfeste armierte Schneidwerkzeug kann einen Werkzeugkörper, einen Träger, zumindest ein verschleißfestes Element und eine Schneidspitze beinhalten. Der Träger kann fest an dem Werkzeugkörper angebracht sein. Das zumindest eine verschleißfeste Element kann fest an dem Werkzeugkörper angebracht sein. Die Schneidspitze kann fest an dem Träger angebracht sein. Ein Ende der Schneidspitze kann aus polykristallinem Diamant bestehen. Der Träger, das zumindest eine verschleißfeste Element und die Schneidspitze können jeweils eine Materialhärte aufweisen, die höher ist als die des Werkzeugkörpers. In einer weiteren Ausführungsform kann ein Verfahren zur Herstellung eines verschleißfesten armierten Schneidwerkzeugs vorgesehen sein. In einem Schritt können zumindest ein verschleißfestes Element und ein Träger fest an einem Werkzeugkörper angebracht sein. Der Träger und das zumindest eine verschleißfeste Element können jeweils eine Materialhärte aufweisen, die höher ist als die des Werkzeugkörpers. In einem gleichzeitigen Schritt kann eine gewünschte Mikrostruktur des Werkzeugkörpers erreicht werden. Der Umfang der vorliegenden Erfindung wird ausschließlich durch die beigefügten Ansprüche definiert und wird durch die Aussagen in dieser Zusammenfassung nicht beeinflusst. Die Erfindung kann unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen und Beschreibungen besser verstanden werden. Die Komponenten in den Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu. Der Schwerpunkt liegt vielmehr auf der Veranschaulichung der Prinzipien der Erfindung.1 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines montierten verschleißfesten armierten Schneidwerkzeugs;2 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht des verschleißfesten armierten Schneidwerkzeugs der Ausführungsform von 1 in einem demontierten Zustand;3 veranschaulicht eine Querschnittsansicht entlang der Linie 3-3 des verschleißfesten armierten Schneidwerkzeugs der Ausführungsform von 1;4 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform eines montierten verschleißfesten, armierten Schneidwerkzeugs;5 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht des verschleißfest armierten Schneidwerkzeugs der Ausführungsform von 4 in einem demontierten Zustand;6 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines montierten verschleißfesten, armierten Schneidwerkzeugs;7 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht des verschleißfesten armierten Schneidwerkzeugs der Ausführungsform von 6 in einem demontierten Zustand;8 veranschaulicht eine Querschnittsansicht entlang der Linie 8-8 des verschleißfesten armierten Schneidwerkzeugs der Ausführungsform von 6;9 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung eines verschleißfesten armierten Schneidwerkzeugs veranschaulicht; und10 ist ein Ablaufdiagramm, das eine weitere Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung eines verschleißfesten armierten Schneidwerkzeugs veranschaulicht.