DE69807421T2

DE69807421T2 - Trennwerkzeug

Info

Publication number: DE69807421T2
Application number: DE69807421T
Authority: DE
Inventors: Giorgio Parini
Original assignee: Tecno Sinter Srl
Current assignee: Tecno Sinter Srl
Priority date: 1997-12-04
Filing date: 1998-09-30
Publication date: 2003-05-28
Anticipated expiration: 2018-10-01
Also published as: ITVR970116A0; ATE222837T1; US6129077A; EP0920959A2; ITVR970116A1; KR19990062810A; ES2181155T3; DE69807421D1; EP0920959B1; IT1297505B1; EP0920959A3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Schneidwerkzeug.
Insbesondere kann das betreffende Werkzeug vorteilhafterweise an feststehenden oder tragbaren angetriebenen Maschinen (Elektrowerkzeuge) zum Schneiden von Glas, Holz, Ziegelstein allgemein, Keramik, Granit und Stahlbeton benutzt werden.
Wie bekannt ist, bestehen heute die Trennwerkzeuge allgemein aus einem metallenen plattenförmigen Kern in Form einer Scheibe, welcher umlaufend Schleifmittel trägt, aufgeschweisst auf den Kern oder mit diesem verbunden mit Hilfe von Sinter- oder Galvanisierverfahren.
Üblicherweise bestehen die Schleifmittel aus einem diamantbesetzten kontinuierlichen Kranz oder aus einer Anzahl von diamantbesetzten Kreissegmenten, welche beide durch bekannte industrielle Verfahren erhalten werden können, so wie das Sintern mit diamantbesetzten Metallpulvern, Galvanisieren, Einsetzen von natürlichen oder synthetischen Diamanten (Superschleifmittel), Walzen von diamantbesetzten Elementen auf metallene Oberflächen oder auch Rändeln von metallenen Oberflächen, gefolgt vom Aufpressen von diamantbesetzten Elementen.
Abhängig von der spezifischen Verwendung, für welche sie bestimmt sind, können die Trennwerkzeuge auch Rillen aufweisen oder nicht, welche Rillen an dem Schleifrand angeordnet und dazu bestimmt sind, das Entfernen des abgetragenen Materials zu erlauben.
Während der Benutzung weisen jedoch die nach der bekannten Technik hergestellten Trennwerkzeuge gewisse Nachteile auf.
Zunächst kann der Metallkern, mit welchem sie hergestellt sind, während des Betriebes Biegeverformungen unterliegen, welche dann zu unzureichenden Schneidgenauigkeiten oder auch zum Brechen des Werkzeuges führen.
Insbesondere muss bemerkt werden, dass dieses Problem noch deutlicher bei der Erhitzung des Werkzeugs hervortritt. Ein unzureichend steifes Verhalten des internen Kerns, insbesondere wenn es durch die Erhöhung der Arbeitstemperatur des Werkzeugs noch mehr hervortritt, bewirkt auch eine Reduzierung der Trennleistung, hervorgerufen durch das Reiben der Seiten des Werkzeugs an dem zu schneidenden Material, und somit schliesslich eine Erhöhung der verbrauchten Leistung für denselben geschnitten Oberflächenbereich.
Ein weiterer Nachteil von nicht geringerer Wichtigkeit besteht in der übermässigen Geräuschbildung, die bei der Verwendung von Trennwerkzeugen des bekannten Typs auftritt.
Tatsächlich bildet der Metallkern ein hervorragendes Mittel zur Verbreitung und Verstärkung von Vibrationen und Schallwellen, welche infolge des Reibkontaktes zwischen der Schleiffläche und dem zu schneidenden Material entstehen. Mit anderen Worten erzeugen die bis heute nach der bekannten Technik verfügbaren Trennwerkzeuge während der Schneidarbeiten, und auch aufgrund des Vorhandenseins des Kerns aus metallenem Material, Schallwellen mit einem Geräuschpegel, der sehr störend und sogar manchmal gefährlich für die Gesundheit selbst der Benutzer ist.
Um in der Lage zu sein, die Trennwerkzeuge des bekannten Typs unter akzeptablen Arbeitsbedingungen und in Übereinstimmung mit den Vorschriften für Sicherheit am Arbeitsplatz zu benutzen, müssen Ohrenschützer verwendet werden, die das durch die Werkzeuge hervorgerufene Geräusch zu dämpfen vermögen.
Es ist ausserdem offensichtlich, dass ein Arbeitsbereich, welcher übermässig starken Geräuschpegeln ausgesetzt ist, auch zu einer ganzen Reihe von indirekten Problemen Anlass gibt (wie die Schwierigkeit der Verständigung zwischen dem Personal), die sich auf die Leistung und die Leistungsfähigkeit eines Unternehmens auswirken.
Eine andere Art von Säge ist in US 5,465,706 im Namen von Sawluk beschrieben.
Die Säge enthält ein Sägeblatt mit einer äusseren Kante, sowie einen diamantbesetzten Überzug, der von der äusseren Kante des Sägeblattes getragen wird. Das Sägeblatt ist hergestellt aus einem synthetischen Kunststoff und verstärkt mit Kohlenstoff oder Graphitfasern.
Zwischen dem Überzug und dem Sägeblatt können ein oder mehrere Zwischenträger vorgesehen sein.
Der Hauptzweck der vorliegenden Erfindung ist daher der, die mit den Trennwerkzeugen des bekannten Typs zusammenhängenden Nachteile zu vermeiden, indem ein Trennwerkzeug vorgesehen wird, welches eine hohe Steifheit unter allen Arbeitsbedingungen hat und in der Lage ist, eine gleichbleibend hohe Schneidqualität zu erreichen.
Ein weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung ist der, ein Trennwerkzeug vorzusehen, in der Lage, während der an einem jeden beliebigen Material ausgeführten Schneidarbeiten einen Geräuschpegel zu erzeugen, der nicht übermässig störend und vollkommen sicher ist.
Die technischen Eigenschaften des Trennwerkzeugs, in Übereinstimmung mit den obengenannten Zwecken, können klar aus dem Inhalt der nachstehend aufgeführten Ansprüche ersehen werden, und die Vorteile desselben gehen deutlich aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung hervor, ausgeführt unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen, welche rein als Beispiel und nicht begrenzend eine Ausführungsform desselben zeigen, und von denen
- Abb. 1a schematisch eine Plandarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels des Trennwerkzeugs nach der vorliegenden Erfindung zeigt;
- Abb. 1b zeigt schematisch eine Plandarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des Trennwerkzeugs nach der vorliegenden Erfindung;
- Abb. 2 zeigt schematisch eine vergrösserte Seitenansicht im Schnitt entlang der Linie II-II aus Abb. 1a von einem Teil des Werkzeugs wie in Abb. 1a;
- Abb. 3 zeigt schematisch eine vergrösserte Seitenansicht im Schnitt entlang der Linie II-II aus Abb. 1b von einem Teil des Werkzeugs wie in Abb. 1b;
- Abb. 4 zeigt schematisch eine Plandarstellung des Trennwerkzeugs nach der vorliegenden Erfindung in einem dritten Ausführungsbeispiel desselben und mit einigen Teilen entfernt, um andere besser zu verdeutlichen;
- Abb. 5 zeigt schematisch eine vergrösserte Seitenansicht im Schnitt entlang der Linie V-V aus Abb. 4 von einem Teil des Werkzeugs wie in Abb. 4;
- Abb. 6 zeigt schematisch eine Plandarstellung des Trennwerkzeugs nach der vorliegenden Erfindung in einem vierten Ausführungsbeispiel desselben;
- Abb. 7 zeigt schematisch eine vergrösserte Seitenansicht im Schnitt entlang der Linie VII-VII aus Abb. 6 von einem Teil des Werkzeugs wie in Abb. 6;
- Abb. 8 und 9 zeigen zwei mögliche Darstellungen eines Konstruktionsdetails des betreffenden Werkzeugs, betreffend eine äussere Halterung.
In Übereinstimmung mit den Abbildungen der beiliegenden Zeichnungen ist mit 1 in seiner Gesamtheit das Trennwerkzeug nach der vorliegenden Erfindung bezeichnet. Es hat im wesentlichen die Form einer Scheibe, gebildet mit Hilfe einer umlaufenden Schleiffläche 2 und montiert an der Aussenseite eines starren mittleren Kerns 3 (s. Abb. 1a, 1b).
Der Kern 3 hat in seine Mitte eingeformt eine Montagebohrung 4 von herkömmlichen Abmessungen, geeignet zur Montage des Werkzeugs 1 auf Antriebsmitteln (nicht in den beiliegenden Abbildungen gezeigt) und in der Lage, die Umdrehung desselben um seine mittlere Achse Z zu bewirken.
Der mittlere Kern 3 ist in Übereinstimmung mit einer wichtigen Eigenschaft der vorliegenden Erfindung aus einem hochfesten, zusammengesetzten Material hergestellt, das dazu bestimmt ist, dem Trennwerkzeug 1 Steifheit zu verleihen und die Übertragung und Verstärkung von Schallwellen durch den mittleren Kern 3 zu begrenzen. Im Falle des in den Abb. 1a und 1b gezeigten Beispiels wurde versucht, graphisch die mittleren Kerne 3 nachzustellen, die aus Kohlenstofffasern bestehen (in schwarz gezeigt); gebunden mit Polymerfasern von hohem Molekulargewicht, so wie Kevlarfasern (1) (in weiss gezeigt).
Der mittlere Kern kann auch aus einem anderen zusammengesetzten Material sein, ohne dabei aus dem Schutzbereich des vorliegenden Patentes herauszugehen.
Insbesondere haben folgende Materialien bewiesen, dass sie zu diesem Zweck besonders geeignet sind: Kohlenstofffasern, Kevlarfasern, Glasfasern, Fasern aus synthetischen Materialien, Kunststoffmaterialien, angereichert mit aussergewöhnlich harten Substanzen (Silikaten), Folien aus Kohlenstofffasern, die abwechselnd mit Glasfasern oder auch gesintertem Kohlenstoff angeordnet sind.
Natürlich sind die allgemeinen technischen Eigenschaften der industriellen Verfahren, die zur Herstellung der oben erwähnten Materialien bestimmt sind, alle bekannt.
Es muss bemerkt werden, dass vorteilhafterweise die Verwendung von Glasfasern zwischen den Folien aus Kohlenstoff Fasern das Bilden von mittleren Kernen 3 erlauben, die eine hohe Steifheit aufweisen, wodurch sich eine Einsparung der Menge an verwendeten Kohlenstofffasern ergibt.
Dies ist im wesentlichen ein Vorteil, weil dadurch eine Herabsetzung der Produktionskosten des betreffenden Trennwerkzeugs 1 möglich ist, da Glasfasern nicht so teuer sind wie Kohlenstofffasern.
Wie in den Abb. 2 und 3 gesehen werden kann, die sich auf zwei verschiedene Ausführungsbeispiele des betreffenden Trennwerkzeugs 1 beziehen, wird die umlaufende Schleiffläche 2 an einem Schneidelement 5 gebildet, befestigt an einer äusseren Halterung 6, das mit Hilfe von Befestigungsmitteln % Starr ¹Registered Trademark an den mittleren Kern 3 angeschlossen ist, was die umlaufende Schleiffläche 2 eins mit dem mittleren Kern 3 selbst macht.
Detaillierter gesehen enthält die äussere Halterung 6 ein Verbindungselement 8, das sich zu der Montagebohrung 4 hin erstreckt und starr mit dem Schneidelement 5 entlang seinem äusseren Kranz 9 verbunden ist.
In beiden gezeigten Ausführungsbeispielen (s. Abb. 2 und 3) hat das Verbindungselement 8 in Querrichtung eine Stärke d, welche geringer ist als die des Schneidelementes D, so dass ein Entfernen von Spänen während der Schneidarbeiten möglich ist.
Die oben erwähnten Befestigungsmittel 7 bestehen aus den gewellten Seitenflächen 10 des Verbindungselementes 8, welche den mittleren Kern 3 greifen, und aus einer Anzahl von Vertiefungen 11, in welche der mittlere Kern 3 selbst in einer ergänzenden Weise abdichtend eingesetzt ist.
Insbesondere zeigt die Abb. 2 den Querschnitt eines Werkzeugs 1, bei welchem das Schneidelement 5 mit Hilfe des Sinterns von diamantbesetzten Metallpulvern erhalten und während dieses Verfahrens an dem Verbindungselement 8 befestigt wird, und zwar durch eine Anzahl von Befestigungsbohrungen 12, durch welche das Sintermaterial geht. Eine ähnliche Verbindung ist ebenfalls zwischen dem Schneidelement 5 und dem Verbindungselement 8 in den in den Abb. 4, 5, 8 und 9 gezeigten Beispielen vorgesehen, welche nachstehend noch beschrieben wird.
Es muss bemerkt werden, dass in den vorgenannten Beispielen, die mit einer solchen Verbindung versehen sind, die äussere Halterung 6 eine Schulter 13 aufweist, welche zwischen dem Schneidelement 5 und dem Verbindungselement 8 angeordnet ist und eine Stärke d' in Querrichtung aufweist, die geringer ist als die des Schneidelementes 5.
Bei dem in Abb. 3 gezeigten Beispiel wird sich auf den Fall bezogen, dass die umlaufende Schleiffläche 2 an dem Schneidelement 5 mit Hilfe eines Galvanisierverfahrens geformt ist.
In Übereinstimmung mit der bekannten Technik versieht dieses Verfahren das Schneidelement 5 mit einer diamantbesetzten Schicht 14 entlang der umlaufenden Schleiffläche 2.
In diesem Falle formt das Schneidelement 5 einen einzigen Körper mit dem Verbindungselement 8 und bildet mit diesem zusammen die oben erwähnte äussere Halterung 6.
Vorteilhafterweise können bei beiden erwähnten Beispielen die Vertiefungen 11 aus durchgehenden Bohrungen bestehen, durch welche der mittleren Kern 3 geführt wird, um so letzteren starr an dem Verbindungselement 8 zu befestigen.
In Übereinstimmung mit den in den beiliegenden Abbildungen gezeigten Beispielen erstreckt sich der mittlere Kern 3 auf beiden Seiten des Trennwerkzeugs 1, wobei er den gesamten Bereich zwischen dem äusseren Kranz 9 des Verbindungselementes 8 und der Montagebohrung 4 abdeckt. In den Abb. 4 und 5 ist ein anderes Ausführungsbeispiel des Trennwerkzeugs 1 nach der vorliegenden Erfindung gezeigt. Nach diesen Abbildungen erstreckt sich das Verbindungselement 8 zum Inneren des mittleren Kerns 3 hin, und zwar mit Hilfe einer Anzahl von Speichen 15, die an dem inneren Ende durch einen mittleren Kranz 16 miteinander verbunden sind.
An letzterem ist es möglich, das Vorhandensein von Gewindesitzen 17 festzustellen, dazu bestimmt, Schrauben 18 aufzunehmen, die in entsprechende, in den mittleren Kern 3 eingearbeitete Bohrungen eingesetzt sind.
Diese sind ebenfalls dazu bestimmt, eine perfekte Verbindung zwischen dem mittleren Kern 3 und dem Verbindungselement 8 zu sichern.
In dem besonderen Falle, in dem eine grosse Anzahl von Speichen vorhanden ist, können letztere durch eine einzige, plattenförmige Folie ersetzt werden, die sich kontinuierlich in Richtung der Montagebohrung 4 erstreckt.
Natürlich sind die oben erwähnten Befestigungsmittel in diesem Falle alle in die Oberflächen der vorgenannten plattenförmigen Folie eingearbeitet.
Nach einer vorgezogenen Ausführung sind alle die verschiedene Elemente, aus welchen die äussere Halterung 6 gebildet werden kann (Schneidelement 5, Schulter 13, Verbindungselement 8, Speichen 15 und mittlerer Kranz 16) aus metallenem Material hergestellt.
Die Abb. 6 und 7 zeigen ein anderes Ausführungsbeispiel des Werkzeugs nach der vorliegenden Erfindung. In Übereinstimmung mit dieser Ausführung ist die äussere Halterung 6 fortgelassen und die umlaufende Schleiffläche 2 an einen umlaufenden Abschnitt 21 des mittleren Kerns 3 geformt. Mit anderen Worten, es sind diamantbesetzte Elemente 22 an dem umlaufenden Abschnitt 21 vorhanden, die auf feste Weise in die den mittleren Kern 3 bildende Struktur eingesetzt sind.
Diese Strukturform ist zum Beispiel möglich gemacht durch das Zusammenpressen, unter Zuhilfenahme von Bindemitteln, von mehreren Folien aus Kohlenstofffasern, in welche im Bereich des umlaufenden Abschnittes 21 eine Mischung aus diamantbesetzten Elementen 22 eingegeben wird. Letztere dringen infolge des Zusammenpressens in die Struktur der Kohlenstofffasern ein und bleiben an dieser gebunden, wobei sie an der Oberfläche aus der umlaufenden Schleiffläche 2 hervorstehen.
Die Abb. 8 und 9 zeigen zwei verschiedene Ausführungsbeispiele der äusseren Halterung 6. Insbesondere zeigt das Beispiel in Abb. 8 eine Anzahl von kreisförmigen Schneidsegmenten 19, die an einem durchgehenden Kranz befestigt sind. Das Beispiel in Abb. 9 zeigt andererseits ein Schneidelement 5, bestehend aus einem durchgehenden Kranz, der an einem Verbindungselement 5 befestigt ist, welches aus einer Anzahl von kreisförmigen Verbindungssegmenten 20 gebildet wird.

Claims

1. Ein im wesentlichen scheibenförmiges Trennwerkzeug mit einer mittleren Achse (Z), einer Montagebohrung (4) und einem Schneidelement (5), enthaltend wenigstens eine umlaufende Schleiffläche (2), angeordnet an einer Aussenseite desselben, dadurch gekennzeichnet, dass es wie folgt enthält:

- eine Halterung (6) aus metallenem Material, enthaltend das Schneidelement (5) und ein Verbindungselement (8), das an dem genannten Schneidelement (5) befestigt und anzutreiben ist, um das Werkzeug um die mittlere Achse (Z) zu drehen, wobei sich das Verbindungselement (8) von dem genannten Schneidelement (5) aus bis zu einem mittleren Kranz (16) erstreckt, welcher die Montagebohrung (4) umgibt; und

- hochfestes, schalldämpfendes Material (3), das an beiden Seiten des genannten Verbindungselementes (8) befestigt ist, wobei das genannte schalldämpfende Material (3) ein zusammengesetztes Material enthält, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus

Kohlenstofffasern, gebunden mit Polymerfasern von hohem Molekulargewicht,

Kohlenstofffasern, gebunden mit Kevlarfasern, gesintertem Kohlenstoff,

laminierten Kohlenstofffasern, zwischen welche wenigstens eine Folie aus Glasfaser eingesetzt ist.

2. Werkzeug nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte schalldämpfende Material (3) im wesentlichen aus Kohlenstofffasern besteht, gebunden mit Polymerfasern von hohem Molekulargewicht

3. Werkzeug nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte schalldämpfende Material (3) im wesentlichen aus Kohlenstofffasern besteht, gebunden mit Kevlarfasern.

4. Werkzeug nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte schalldämpfende Material (3) im wesentlichen aus gesintertem Kohlenstoff besteht.

5. Werkzeug nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte schalldämpfende Material (3) im wesentlichen aus laminierten Kohlenstofffasern besteht, zwischen welche wenigstens eine Folie aus Glasfaser eingesetzt ist.

6. Werkzeug nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Schneidelement (5) einen einzigen Körper mit dem genannten Verbindungselement bildet.

7. Werkzeug nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Halterung (6) eine Schulter (13) aufweist, welche zwischen dem genannten Schneidelement (5) und dem genannten Verbindungselement (8) angeordnet ist und eine Stärke (d') in Querrichtung hat, die geringer ist als die Stärke (D) des genannten Schneidelementes (5).

8. Werkzeug nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Schneidelement (5) eine Anzahl von umlaufenden Schneidsegmenten (19) enthält.

9. Werkzeug nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Schneidelement (5) einen kreisförmigen Kranz enthält.

10. Werkzeug nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Verbindungselement (8) eine Anzahl von kreisförmigen Verbindungssegmenten (20) enthält.

11. Werkzeug nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Verbindungselement (8) einen kontinuierlichen Kranz enthält.

12. Werkzeug nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (8) zwei flache Seitenflächen (10) aufweist, an welchen das schalldämpfende Material (3) befestigt ist.

13. Werkzeug nach Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (8) eine Anzahl von Speichen (15) enthält, die sich radial von dem mittleren Kranz (16) aus erstrecken.

14. Werkzeug nach Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass es ausserdem eine Anzahl von Vertiefungen (11) enthält, in welche das genannte schalldämpfende Material (3) in ergänzender Weise eingelassen ist.

15. Werkzeug nach Patentanspruch 14, bei welchem die Vertiefungen (11) durchgehende Bohrungen enthalten und das genannte schalldämpfende Material (3) von einer Seite zur anderen geht und im wesentlichen das Verbindungselement (8) abdeckt.

16. Werkzeug nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidelement (5) quer und entlang einer Richtung parallel zu der mittleren Achse (Z) dicker ist als das Verbindungselement (8), und bei welchem das Verbindungselement (8) geriffelte Seitenflächen aufweist, die das genannte schalldämpfende Material (3) greifen.