DE102006015742A1

DE102006015742A1 - Trenn- und Schneidwerkzeug

Info

Publication number: DE102006015742A1
Application number: DE200610015742
Authority: DE
Inventors: Beat Salzgeber; Markus Niederhauser
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-04-04
Filing date: 2006-04-04
Publication date: 2007-10-18

Abstract

Die Erfindung beschreibt ein Trenn- und Schneidwerkzeug, umfassend einen scheibenförmigen Körper (5) und einen Schleifmittel enthaltenden, ringförmigen Schneidbereich (40) am Umfang (41) des scheibenförmigen Körpers (5) mit mindestens einem Schneidsegment (2), mindestens einem auf mindestens einer Seitenfläche (46, 46') des Schneidbereichs (40) angeordneten Schneidelement (42), welches aus der Seitenfläche (46, 46') hervorsteht, und mindestens einer in den scheibenförmigen Körper (5) eingebrachten Hinterlochung (10), wobei der scheibenförmige Körper (5) im Bereich (11) der mindestens einen Hinterlochung (10) mittels eines geeigneten Werkzeugs (30, 32, 35, 36) bleibend, insbesondere kalt, verfestigt ist.

Description

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 Kugelstrah len, 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 angeord net 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 Intensi tät 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.

Claims

Trenn- und Schneidwerkzeug umfassend einen scheibenförmigen Körper (5) und einen Schleifmittel enthaltenden, ringförmigen Schneidbereich (40) am Umfang (41) des scheibenförmigen Körpers (5) mit mindestens einem Schneidsegment (2), mindestens einem auf mindestens einer Seitenfläche (46, 46') des Schneidbereichs (40) angeordneten Schneidelement (42), welches aus der Seitenfläche (46, 46') hervorsteht, und mindestens einer in den scheibenförmigen Körper (5) eingebrachten Hinterlochung (10), dadurch gekennzeichnet, dass der scheibenförmige Körper (5) im Bereich (11) der mindestens einen Hinterlochung (10) mittels eines geeigneten Werkzeugs (30, 32, 35, 36) bleibend, insbesondere kalt, verfestigt ist.
Trenn- und Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Geometrie des mindestens einen Verfestigungsbereichs (11) der Hinterlochung (10), vorzugsweise eine Kantengeometrie des mindestens einen Verfestigungsbereichs (11), durch die Kaltverfestigung definierbar ist.
Trenn- und Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidelement (42) um 0,1 bis 0,5 mm, vorzugsweise um 0,2 bis 0,3 mm, hervorsteht.
Trenn- und Schneidwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Schneidelement (42) linienförmig ist.
Trenn- und Schneidwerkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine lininenförmige Schneidelement (42) 1 bis 3 mm breit ist.
Trenn- und Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine lininenförmige Schneidelement eine wellenförmige, zickzackförmige oder rechteckförmige Linie (42) ist.
Verfahren zur Herstellung eines Trenn- und Schneidwerkzeugs nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der scheibenförmige Körper (5) im Bereich (11) der mindestens einen Hinterlochung (10) mittels eines geeigneten Werkzeugs (30, 32, 35, 36) bleibend kalt verfestigt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kaltverfestigung des mindestens einen Verfestigungsbereichs (11) durch eine Stauchung umgesetzt wird, wobei das Werkzeug (30, 32, 35, 36) für die Stauchung härter als der Werkstoff des scheibenförmigen Körpers (5) im Verfestigungsbereich (11) ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Geometrie des mindestens einen Verfestigungsbereichs (11) in Abhängigkeit von der Werkzeuggeometrie definiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Intensität der Kaltverfestigung des mindestens einen Verfestigungsbereichs (11) durch Einstellen einer Verformungskraft (F) und/oder eines Verformungsweges (20) des Werkzeugs (30, 32, 35, 36) gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verformungskraft (F) und/oder der Verformungsweg (20) in Abhängigkeit von Materialeigenschaften und/oder von Abmessungen (31, 15) des Werkzeugs (30, 32, 35, 36) und/oder des Verfestigungsbereichs (11) eingestellt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (30, 32, 35, 36) als gehärtete Kugel (30, 32) ausgeführt wird, wobei der Kugeldurchmesser (31) größer als der Durchmesser der Hinterlochung (10) vor der Verfestigung ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das als gehärtete Kugel (30, 32) ausgeführte Werkzeug eine Abflachung (34) aufweist, welche als mechanischer Anschlag wirkt.