Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Trenn- und Schneidwerkzeug, insbesondere
eine Diamanttrennscheibe, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Zum Trennen von Mauerwerk, Gestein, Beton und dergleichen Materialien
sind aus dem Stand der Technik, z.B. DE 103
21 629 A, Diamanttrennscheiben bekannt, die aus einem scheibenförmigen
Körper (Stammblatt) aus Metall und einem ringförmigen Schneidbereich am
Umfang des Körpers bestehen. Der ringförmige Schneidbereich ist in Form
von Schneidsegmenten ausgebildet und besteht aus einer Diamantkörner enthaltenden
Matrix aus Metall. Die Schneidsegmente sind z.B. durch Laserschweißen oder
Sintern mit dem scheibenförmigen Körper verbunden. Für segmentierte
Trennscheiben sind unterschiedliche Geometrien der Segmente bekannt, um z.B. die
Schnittleistung der Trennscheibe, deren Kühlung oder die Abführung des
beim Trockenschnitt entstehenden Staubs zu verbessern.
Aus dem Stand der Technik sind ferner Diamanttrennscheiben bekannt,
welche mehrere Hinterlochungen im Stammblatt enthalten. Die herkömmlichen Stammblätter
und Hinterlochungen von Diamanttrennscheiben werden mittels Laserschneiden oder
Stanzen ausgeschnitten, wodurch scharfe Kanten von ca. 90° entstehen können.
Diese Kanten können bei der Belastung der Diamanttrennscheibe zu Spannungskonzentrationen
im Bereich der Hinterlochung und somit zu Rissen führen.
Des Weiteren ist bekannt, die Kanten der Hinterlochungen durch Rodieren
abzurunden, z.B. mittels eines so genannten Shotpenning-Verfahrens, um Kerbwirkungen
und somit die Rissgefahr zu reduzieren. Beim Shotpenning handelt es sich um eine
Art Kugelstrahlen, welches an der Oberfläche eines Bauteils wirkt und bei welchem
Bereiche, welche nicht gestrahlt werden dürfen, beispielsweise mittels einer
Maske abgedeckt werden müssen.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Trenn- und Schneidwerkzeug (nachfolgend
vereinfacht auch als Trennscheibe bezeichnet) mit den Merkmalen des unabhängigen
Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass ein scheibenförmiger
Körper (nachfolgend auch als Stammblatt bezeichnet) des Trenn- und Schneidwerkzeugs
im Bereich von mindestens einer Hinterlochung mittels eines geeigneten Werkzeugs
bleibend, insbesondere kalt, verfestigt ist, wodurch die Stabilität und die
Oberflachengüte des Trenn- und Schneidwerkzeugs verbessert und somit die Sicherheit
gegen Rissbildung in vorteilhafter Weise erhöht wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Trenn-
und Schneidwerkzeugs mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs
hat demgegenüber den Vorteil, dass das Stammblatt im Bereich der mindestens
einen Hinterlochung mittels eines geeigneten Werkzeugs bleibend, insbesondere kalt,
verfestigt wird, wodurch das Trenn- und Schneidwerkzeug gezielt, d.h. nur in einem
gewünschten Bereich verfestigt wird. Des Weiteren wirkt der Effekt der erfindungsgemäßen
Verfestigung nicht nur an der Oberfläche des Stammblattes, sondern auch in
die Tiefe des Stammblattsmaterials im Hinterlochungsbereich. Zudem kann das erfindungsgemäße
Herstellungsverfahren einfach automatisiert werden und durch die gezielte Werkzeugeinwirkung
kann auf eine Abdeckung zum Schutz der Bereiche des Trenn- und Schneidwerkzeugs
verzichtet werden, welche nicht verfestigt werden sollen.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten
Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des erfindungsgemäßen
Trenn- und Schneidwerkzeugs und des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung
eines Trenn- und Schneidwerkzeugs möglich.
Besonders vorteilhaft ist, dass eine Geometrie des mindestens einen
Verfestigungsbereichs, vorzugsweise eine Kantengeometrie der mindestens einen Hinterlochung,
durch die Kaltverfestigung definierbar ist. Das Trenn- und Schneidwerkzeug kann
beispielsweise als Trennscheibe und/oder als Sägeblatt ausgeführt werden.
In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die
Kaltverfestigung des mindestens einen Verfestigungsbereichs durch eine Stauchung
umgesetzt, wobei das Werkzeug für die Stauchung härter als der Werkstoff
des Stammblattes im Verfestigungsbereich ausgeführt wird. Die Geometrie des
mindestens einen Verfestigungsbereichs wird beispielsweise in Abhängigkeit
von der Werkzeuggeometrie definiert.
In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens
wird die Intensität der Kaltverfestigung des mindestens einen Verfestigungsbereichs
durch Einstellen einer Verformungskraft und/oder eines Verformungsweges des Werkzeugs
gesteuert. Die Verformungskraft und/oder der Verformungsweg werden beispielsweise
in Abhängigkeit von Materialeigenschaften und/oder von Abmessungen des Werkzeugs
und/oder des Verfestigungsbereichs eingestellt.
Das Werkzeug wird beispielsweise als gehärtete Kugel ausgeführt,
wobei der Kugeldurchmesser größer als der Durchmesser der Hinterlochung vor
der Verfestigung ausgeführt wird. In weiterer Ausgestaltung kann das als gehärtete
Kugel ausgeführte Werkzeug eine Abflachung aufweisen, welche bei der Erzeugung
der Verfestigung als mechanischer Anschlag wirkt.
Die erfindungsgemäße Trennscheibe umfasst einen scheibenförmigen
Körper mit einer zentralen Öffnung zur Aufnahme einer Antriebsspindel.
Das Stammblatt hat z.B. einen Durchmesser im Bereich von 100 bis 600 mm. An seinem
Umfang ist der scheibenförmige Körper von einen Schleifmittel enthaltenden,
ringförmigen Schneidbereich umgeben, wobei der Schneidbereich dicker ist als
der scheibenförmige Körper. Die Dicke des Stammblatts beträgt z.B
1 bis 5 mm, die Dicke des ringförmigen Schneidbereichs z.B 1,5 bis 8 mm. Der
ringförmige Schneidbereich hat eine Höhe von z.B 5 bis 15 mm. Die Höhe
des Schneidbereichs gibt die Ausdehnung des Schneidbereichs in radialer Richtung
an. Als Seitenflächen des Schneidbereichs werden die beiden im Wesentlichen
parallel zueinander liegenden Oberflächen des Schneidbereichs angesehen, welche
sich in radialer Richtung erstrecken. Der ringförmige Schneidbereich ist am
Umfang des Stammblattes unlösbar, z.B. durch Sintern, Laserschweißen,
Laserschmelzen oder Hartlöten, befestigt. Das Laserschweißen, Laserschmelzen,
Sintern o.dgl. zum Verbinden des Schneidbereichs mit dem Stammblatt erfolgt in einem
nachfolgend als Verbindungsbereich bezeichneten Bereich zwischen Stammblatt und
Schneidbereich.
Insbesondere handelt es sich um eine Diamanttrennscheibe. Dabei besteht
das Stammblatt aus Metall, insbesondere aus Stahl, und der Schneidbereich enthält
als Schleifmittel Diamanten. Die Diamanten sind in ein aus dem Stand der Technik
bekanntes, metallisches Trägermaterial eingebettet, das durch Sintern oder
Giessen (Laserschmelzen) geformt ist. Außer Diamant können auch andere
harte Schleifmittel, wie kubisches Bornitrid, eingesetzt werden.
Des Weiteren handelt es sich um eine segmentierte Trennscheibe, insbesondere
um eine segmentierte Diamanttrennscheibe, d.h. der ringförmige Schneidbereich
weist mindestens ein Schneidsegment auf. Segmentierte Trennscheiben sind aus dem
Stand der Technik grundsätzlich bekannt. Für die bevorzugt segmentierte
Trennscheibe können die Segmente, beispielsweise hinsichtlich ihrer Länge
und Anzahl, der Anwendung der Trennscheibe entsprechend ausgewählt werden.
Handelt es sich um eine segmentierte Trennscheibe, so weist vorzugsweise jedes Segment
des Schneidbereichs mindestens ein Schneidelement auf.
Die erfindungsgemäße Trennscheibe ist auf mindestens einer
Seitenfläche des Schneidbereichs mit mindestens einem Schneidelement versehen,
welches aus der Seitenfläche hervorsteht. Das mindestens eine hervorstehende
Schneidelement sorgt für eine verminderte Reibung des Schneidbereichs mit dem
zu bearbeitenden Material und erlaubt daher eine erhöhte Schnittgeschwindigkeit.
Das mindestens eine Schneidelement besteht bevorzugt aus dem gleichen
Material wie der Schneidbereich selbst und ist insbesondere einstückig mit
dem Schneidbereich ausgebildet. Es kann aber auch aus anderen Materialien, z.B.
Hartmetall, bestehen. Für eine Diamanttrennscheibe wird das mindestens eine
Schneidelement vorzugsweise in einem Schritt mit dem Schneidbereich aus einem Diamant
enthaltenden metallischen Trägermaterial durch Sintern oder Giessen (Laserschmelzen)
geformt.
Vorzugsweise steht das mindestens eine Schneidelement um 0,1 bis 0,5
mm, besonders bevorzugt um 0,2 bis 0,3 mm, hervor.
Bevorzugt ist auf beiden Seitenflächen des ringförmigen
Schneidbereichs jeweils mindestens ein Schneidelement vorgesehen. Ist auf beiden
Seitenflächen wenigstens jeweils ein Schneidelement angeordnet, ist die Reibung
geringer, und damit die Schnittgeschwindigkeit höher, als wenn nur auf einer
Seitenfläche ein Schneidelement aufgebracht ist.
Dabei können die Schneidelemente auf den beiden Seitenflächen
beliebig zueinander angeordnet sein. So kann zum Beispiel das mindestens eine Schneidelement
auf der einen Seitenfläche des Schneidbereichs symmetrisch zu dem mindestens
einen Schneidelement auf der anderen Seitenfläche angeordnet sein. Die Schneidelemente
einer Seitenfläche können aber auch versetzt zu den Schneidelementen der
anderen Seitenfläche aufgebracht sein. Die geometrische Form der Schneidelemente
auf den beiden Seitenflächen können gleich oder verschieden sein.
Damit trotz Verschleiß des ringförmigen Schneidbereichs
die Wirkung des mindestens einen Schneidelements nicht verloren geht bzw. sich möglichst
wenig verringert, erstreckt sich das Schneidelement vorzugsweise über die gesamte
Höhe des Schneidbereichs, mindestens jedoch über den Teil der Höhe,
der vom Außenumfang des Schneidbereichs bis zum Verbindungsbereich zwischen
Schneidbereich und Stammblatt reicht. Dieser Teilbereich des Schneidbereichs zwischen
Außenumfang und Verbindungsbereich wird nachfolgend auch als freier Bereich
des Schneidbereichs bezeichnet.
Das mindestens eine Schneidelement ist bevorzugt linienförmig.
Das linienförmige Schneidelement bildet vorzugsweise eine durchgehende Linie. Dabei
kann die Linie beliebig gebogen oder geknickt sein. Die durchgehende Linie ist besonders
bevorzugt eine wellenförmige, zickzackförmige oder rechteckförmige
Linie. Bei einer Trennscheibe mit geschlossenem Rand kann zum Beispiel jeweils eine
durchgehende, wellenförmige Linie auf beiden Seitenflächen vorgesehen
sein. Die wellenförmige Linie kann jedoch auch an einer oder mehreren Stellen
unterbrochen sein, ohne dass dies die reibungsvermindernde Wirkung des Schneidelements
erheblich beeinträchtigt. Ist die Trennscheibe segmentiert, ist bevorzugt auf
beiden Seitenflächen jedes Segments eine durchgehende, wellenförmige Linie
vorgesehen. Alternativ können auch die wellenförmigen Linien eines oder
mehrerer Segmente einfach oder mehrfach unterbrochen sein. Dies bedeutet, dass jeweils
zwei oder mehrere linienförmige Schneidelemente auf den Segmenten des Schneidbereichs
vorgesehen sind. Die linienförmigen Schneidelemente auf den beiden Seitenflächen
können beliebig, z.B. symmetrisch oder versetzt, zueinander angeordnet sein.
Auch die linienförmigen Schneidelemente benachbarter Segmente können beliebig
zueinander angeordnet sein und am seitlichen Rand eines zweiten, benachbarten Segments
ebenfalls ein Wellenberg oder ein Wellental oder jeder beliebige andere Punkt einer
wellenförmigen Linie.
Die Geometrie des linienförmigen Schneidelements ist so gewählt,
dass einerseits das Schneidelement nicht zu schnell verschleißt und andererseits
das Schneidelement selbst keine zu große Reibung erzeugt. Nimmt das mindestens
eine Schneidelement eine zu große Fläche ein, ist die Reibung zwischen
Schneidelement und zu bearbeitendem Material zu groß, so dass keine reibungsvermindernde
Wirkung mehr erzielt wird.
Demnach ist die Geometrie des linienförmigen Schneidelements
bevorzugt so gewählt, dass sich die Linie über die gesamte Höhe des
Schneidbereichs erstreckt, mindestens jedoch über die Höhe des freien
Bereichs des Schneidbereichs, d.h. ausgenommen des Verbindungsbereichs. Ist das
linienförmige Schneidelement beispielsweise eine durchgehende, wellenförmige
Linie, ist diese demnach so angeordnet, dass die Wellenberge am Außenumfang
des Schneidbereichs und die Wellentäler am Innenumfang oder im oder am Verbindungsbereich
zwischen Schneidbereich und Stammblatt liegen. Erstreckt sich das linienförmige
Schneidelement über die gesamte Höhe oder mindestens über den freien
Bereich des Schneidbereichs, hat dies den Vorteil, dass trotz Verschleiß des
Schneidbereichs die reibungsvermindernde Wirkung des Schneidelements erhalten bleibt.
Wäre z.B. nur eine sehr flache wellenförmige Linie als Schneidelement
entlang des Außenumfangs des Schneidbereichs vorgesehen, welche sich z.B. nur
über ein Drittel der Höhe des Schneidbereichs im Bereich des Außenumfangs
erstrecken würde, wäre nach Abnutzung dieses Drittels des Schneidbereichs
auch das reibungsvermindernde Schneidelement abgenutzt. Was vorstehend anhand einer
wellenförmigen Linie aufgezeigt ist, gilt in ähnlicher Weise beispielsweise
für eine zickzackförmige Linie.
Gleichzeitig ist die Geometrie des linienförmigen Schneidelements
bevorzugt so gewählt, dass die Fläche des Schneidbereichs, welche das
mindestens eine Schneidelement einnimmt, nicht zu groß ist, da ansonsten die
Reibungsfläche zwischen Schneidelement und zu bearbeitendem Material zu groß
ist. Beispielsweise nimmt bei einer durchgehenden, wellenförmigen Linie als
Schneidelement die Reibungsfläche mit abnehmender Wellenlänge zu. Zum
Beispiel wird bei einer segmentierten Diamanttrennscheibe mit einem Durchmesser
von 230 mm eine reibungsvermindernde Wirkung erzielt, wenn z.B. in einem ca. 30°-Schneidsegment
zwei bis vier Wellenlängen ausgeführt sind.
In gleicher Weise nimmt die Reibungsfläche des linienförmigen
Schneidelements mit zunehmender Breite der Linie zu. Daher hat das linienförmige
Schneidelement vorzugsweise eine Breite von 1 bis 3 mm, z.B. von 2 mm, hat. Ist
das linienförmige Schneidelement zu schmal ausgeführt, verschleisst es
zu schnell. Ist hingegen das linienförmige Schneidelement zu breit ausgeführt,
vergrößert sich die Reibungsfläche und die Schnittgeschwindigkeit
ist folglich geringer.
Die erfindungsgemäße Trennscheibe kann in unterschiedlichen
Werkzeugmaschinen, z.B. in Winkelschleifer, handgeführte Trennschleifer, Mauernutenfräser,
Schlitzfräser, Benzinsägen, Tischsägen, Fugenschneider und Handtrennsägen,
zum Einsatz kommen.
Sie ist für die Bearbeitung unterschiedlicher Materialien, wie
Beton, Naturstein, Asphalt, Keramik sowie weiterer Baumaterialien geeignet. Sie
ist sowohl für Trockenschnitt als auch für Naßschnitt geeignet.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen
näher erläutert. Es zeigen
1 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Trennscheibe in der Draufsicht
2 ein Querschnitt durch die Trennscheibe gemäß
1
3 einen schematischen Ausschnitt eines Trenn- und Schneidwerkzeugs
mit herkömmlichen Hinterlochungen und erfindungsgemäßen Hinterlochungen
mit einem Verfestigungsbereich
4 eine Schnittdarstellung der herkömmlichen Hinterlochung
aus 3
5 eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen
Hinterlochung aus 3
6 eine Detaildarstellung der erfindungsgemäßen
Hinterlochung aus 3
7–10 Schnittdarstellungen
von Werkzeugen für ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung
von Trenn- und Schneidwerkzeugen.
Ausführungsbeispiel
Die in 1 gezeigte Trennscheibe
1 hat einen scheibenförmigen Körper (Stammblatt) 5 aus
Metall mit einer zentralen Aufnahmebohrung 3 zur Aufnahme einer Antriebsspindel
(nicht dargestellt). Am Umfang 41 des Stammblatts 5 ist ein ringförmiger
Schneidbereich 40 ausgebildet. Der ringförmige Schneidbereich
40 ist segmentiert 2. In der dargestellten Ausführungsform
ist der Schneidbereich in 16 Segmente 2 unterteilt. Die Schneidsegmente
2 bestehen aus einem metallischen Trägermaterial, in das Diamantkörner
als Schleifmittel eingebettet sind. Die Schneidsegmente 2 werden z.B. durch
Sintern oder Giessen (Laserschmelzen) geformt und z.B. durch Sintern, Laserschmelzen
oder Laserschweißen unlösbar mit dem Stammblatt verbunden. Auf den Schneidsegmenten
2 ist jeweils eine wellenförmige Linie 42 als linienförmiges
Schneidelement angeordnet. Das Schneidelement steht erfindungsgemäß aus
der Seitenfläche 46, 46' des Schneidbereichs 40,
hier der Schneidsegmente 2, hervor. Gleichzeitig ist der Schneidbereich
40 dicker als das Stammblatt 5. Mit H ist die gesamte Höhe
des Schneidbereichs, d.h. die Ausdehnung des Schneidbereichs 40 in radialer
Richtung, bezeichnet. Die wellenförmige Linie 42 erstreckt sich in
der dargestellten Ausführungsform im Wesentlichen über die gesamte Höhe
H des Schneidsegments 2, d.h. ein Wellenberg der wellenförmigen Linie
42 erstreckt sich im Wesentlichen vom Außenumfang 43 des
Schneidbereichs 40 bis zum Umfang 41 des Stammblatts
5. Ausgenommen ist lediglich der Verbindungsbereich 44, der an
den Umfang 41 des Stammblattes 5 angrenzt und in dem das Stammblatt
5 mit dem ringförmigen Schneidbereich 40 verbunden ist. D.h.
die wellenförmige Linie 42 erstreckt sich mindestens über den
freien Bereich 45 eines Schneidsegments 2, der sich zwischen dem
Außenumfang 43 und dem Verbindungsbereich 44 ausdehnt.
In 2 ist die Trennscheibe gemäß
1 im Querschnitt dargestellt. Das Stammblatt
5 der Trennscheibe 1 hat eine zentrale Aufnahmebohrung
3 und trägt an seinem Umfang 41 den Schleifmittel, z.B. Diamant,
enthaltenden ringförmigen Schneidbereich 40, welcher dicker ist als
das Stammblatt 5. Auf beiden Seitenflächen 46,
46' des Schneidbereichs 40 ist jeweils ein linienförmiges
Schneidelement 42 in Form einer wellenförmigen Linie 42 (1)
angeordnet, welches mit dem Schneidbereich 40 einstückig ausgebildet
ist und jeweils aus den Seitenflächen 46, 46' hervorsteht.
3 zeigt ein als Diamanttrennscheibe ausgeführtes
Trenn- und Schneidwerkzeug l mit einem Stammblatt 5, mehreren Schneidsegmenten
2 und einer Aufnahmebohrung 3, über welche das Trenn- und
Schneidwerkzeug 1 mit einer zugehörigen nicht dargestellten Antriebsachse
gekoppelt werden kann. Zur Vereinfachung der Beschreibung umfasst das dargestellte
Trenn- und Schneidwerkzeug 1 sowohl mehrere herkömmliche in das Stammblatt
5 eingebrachte Hinterlochungen 4 als auch zwei erfindungsgemäße
in das Stammblatt 5 eingebrachte Hinterlochungen 10. Ein erfindungsgemäßes
als Trennscheibe oder Sägeblatt ausgeführtes Trenn- und Schneidwerkzeug
1 kann eine beliebige Anzahl von erfindungsgemäßen in das Stammblatt
5 eingebrachten Hinterlochungen 10 umfassen. Zudem können
auch alle in das Stammblatt 5 eingebrachten Hinterlochungen als erfindungsgemäße
Hinterlochungen 10 ausgeführt werden.
Wie aus der Schnittdarstellung gemäß 4
ersichtlich ist, weist die herkömmliche in das Stammblatt 5 des Trenn-
und Schneidwerkzeugs 1 eingebrachte Hinterlochung 4 scharfe Kanten
mit einem Winkel von ca. 90° auf.
Wie aus der Schnittdarstellung gemäß 5
und der Detaildarstellung gemäß 6 ersichtlich
ist, ist das Stammblatt 5 erfindungsgemäß jeweils im Bereich
11 einer Hinterlochung 10 mittels eines geeigneten Werkzeugs beleibend
kalt verfestigt. Wie aus 5 ersichtlich ist, ist die
Geometrie des Verfestigungsbereichs 11 der Hinterlochung 10 durch
die Kaltverfestigung definiert, d.h. ein Durchmesser 15 und eine Form der
Flächen 12 des mindestens einen Verfestigungsbereichs 11
wird durch die Kaltverfestigung definiert. Die Hinterlochung 10 kann beispielsweise
durch Laserschneiden, Wasserstrahlschneiden, Stanzen, Bohren usw. hergestellt werden.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 7
bis 10 ein erfindungsgemäßes Verfahren zur
Herstellung des Trenn- und Schneidewerkzeugs 1 beschrieben. Wie aus
7 bis 10 ersichtlich ist,
wird das Stammblatt 5 jeweils in Bereichen 11 der Hinterlochungen
10 mittels eines geeigneten Werkzeugs 30, 32,
35, 36 bleibend kalt verfestigt. Die Kaltverfestigung des jeweiligen
Verfestigungsbereichs 11 wird im dargestellten Ausführungsbeispiel
durch eine Stauchung umgesetzt, bei welcher Werkzeuge 30, 32,
35, 36 von beiden Oberflächen des Stammblattes
5 mit einer vorgebbaren Verformungskraft F und/oder über einen vorgebbaren
Verformungsweg 20 in den zu verfestigenden bzw. zu stauchenden
Bereich 11 gedrückt werden. Zur Stauchung wird das Werkzeug
30, 32, 35, 36 härter als der Werkstoff
des Stammblattes 5 im Verfestigungsbereich 11 ausgeführt.
Die Intensität der Kaltverfestigung des jeweiligen Verfestigungsbereichs
11 kann durch Einstellen der Verformungskraft F und/oder des Verformungsweges
20 gesteuert werden, wobei die Verformungskraft F und/oder der Verformungsweg
20 in Abhängigkeit von den Materialeigenschaften und/oder von den
Abmessungen des Werkzeugs 30, 32, 35, 36 und/oder
des Verfestigungsbereichs 11 eingestellt werden können. Die Verformungskraft
F muss jedoch hoch genug sein, um im Werkstoff des Stammblattes 5 eine
bleibende Verformung zu verursachen und liegt beispielsweise im Bereich von ca.
40.000N bis ca. 60.000N.
Wie weiter aus 7 bis 10
ersichtlich ist, kann die Geometrie des Verfestigungsbereichs 11, insbesondere
die Form der Flächen 12 des Verfestigungsbereichs 11, in
Abhängigkeit von der Werkzeuggeometrie definiert werden, wobei der wirksame
Werkzeugdurchmesser 2 größer als der Durchmesser der Hinterlochung
10 vor der Verfestigung ausgeführt wird. Der Durchmesser der Hinterlochung
10 liegt beispielsweise im Bereich von 4 bis 7mm und der wirksame Werkzeugdurchmesser
liegt beispielsweise im Bereich von ca. 10 bis 15mm.
Wie aus 7 und 8
ersichtlich ist, kann das Werkzeug als gehärtete Kugel 30,
32 ausgeführt werden. Durch die Kugelform des Werkzeugs
30, 32 weisen die Flächen 12 des Verfestigungsbereichs
11 eine nach innen gewölbte Rundung auf. Die in 8
dargestellte gehärtete Kugel 32 weist eine Abflachung 34
auf, welche beim Verformungsvorgang als mechanischer Anschlag wirken kann.
Das in 9 dargestellte Werkzeug
35 weist im Bereich des wirksamen Werkzeugdurchmessers 31 eine
gerade Form auf, wodurch die Flächen 12 des Verfestigungsbereichs
11 im Wesentlichen ebenfalls gerade verlaufen.
Das in 10 dargestellte Werkzeug
36 weist im Bereich des wirksamen Werkzeugdurchmessers 31 eine
nach innen gewölbte Rundung auf, wodurch die Flächen 12 des Verfestigungsbereichs
11 eine nach außen gewölbte Rundung aufweisen.
Durch die erfindungsgemäße Kaltverfestigung des Trenn- und
Schneidwerkzeugs im Bereich der Hinterlochung wird die Materialstabilität erhöht
und die Rissgefahr im Verfestigungsbereich wird reduziert. Zudem ergibt sich im
Verfestigungsbereich eine hohe Oberflächengüte und eine hochwertige Optik.
Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren ermöglicht
eine gezielte Stauchung des Trenn- und Schneidwerkzeugs, welche nicht nur an der
Oberfläche sondern auch in die Tiefe wirkt.