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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Trennblatt zum Trennschleifen harter
Werkstoffe mit einem Grundkörper, der in Trennrichtung
eine Stirnseite mit Schneidkörpern und zwei rechtwinklig
an die Stirnseite angrenzende Seitenflächen aufweist.
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Die
Erfindung bezieht sich weiterhin auf Trennblatt zum Trennschleifen
harter Werkstoffe mit einem Grundkörper, der in Trennrichtung
eine Stirnseite mit Schneidkörpern und zwei rechtwinklig
an die Stirnseite angrenzende Seitenflächen aufweist, wobei
zumindest in Bereichen der Seitenflächen des Grundkörpers
Schneidkörper in Form von Schneidkörpern angebracht
sind. Im Weiteren bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur
Herstellung eines Trennblattes.
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Trennblätter
zum Sägen und zum Trennschleifen sind aus der Praxis in
vielfältiger Ausführung bekannt. Beispielsweise
sind Trennblätter mit geschränkten Stahlzähnen
im Einsatz, wobei die Schränkung bewirkt, dass der Schnittspalt
breiter ist als das Trennblatt, um ein Freischneiden des Trennblattes
zu bewirken.
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In
weiteren bekannten Ausgestaltungen ist ein Grundkörper
eines Trennblattes mit Schneidkörpern in Form von harten
Schneidkörnern besetzt oder es sind Schneidkörper
in Form von Hartmetallplättchen auf den Grundkörper
gelötet oder geschweißt. Dabei steht das Ziel
im Vordergrund, einen verschleißfesten, von der Geometrie
möglichst vorteilhaft an das zu bearbeitende Material und
die vorgesehen Trennaufgabe angepassten Sägezahn zu erzielen.
Hierbei werden gleichgroße Schneidkörner an der
Stirnseite und an den rechtwinklig dazu angrenzenden Seitenflächen
des Grundkörpers derart angeordnet, dass zumeist nur ein
Bereich der Seitenflächen mit Schneidkörnern besetzt
ist. Die Schneidkörner an den Seitenflächen bewirken,
dass sich das Trennblatt freischneidet und nicht in dem Schnittspalt klemmt.
Die Breite des sich bildenden Schnittspaltes ist durch die Dicke
des Grundkörpers und die Größe der beidseitig
aufgebrachten Schneidkörner bestimmt.
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Insbesondere
bei wertvollen Werkstücken bzw. Materialien, beispielsweise
beim Trennschleifen von Saphiren, ist es erwünscht, den
Schnittspalt sehr schmal auszubilden, um den Verschnitt gering zu
halten. Dazu wird die Dicke des Grundkörpers so dünn wie
möglich gewählt. Bei einem üblichen Grundkörper
aus Stahl mit einer Dicke von kleiner 0,3 mm beeinflusst der Durchmesser
der an den Seitenflächen angebrachten Schneidkörner
die Gesamtdicke des Trennblattes und somit die Breite des Schnittspaltes erheblich.
So wird bei einer geeigneten Korngröße von 150 μm
und einem 0,3 mm dicken Grundkörper ein Schnittspalt von
mindestens 0,6 mm erreicht. Bei dünneren Grundkörpern
erhöht sich der prozentu ale Anteil der Schneidkorndicke
auf die Gesamtdicke des Trennblattes, wobei die geforderte mechanische Stabilität
des Trennblattes Grenzen hin zu dünneren Grundkörpern
vorgibt. Es sind daher Trennblätter bekannt, bei denen
Schneidkörner mit einer geringeren Korngröße
als 150 μm verwendet werden. Dies ist insofern nachteilig,
als sich der Bearbeitungsprozess, insbesondere die Schnittgeschwindigkeit,
bei kleiner werdender Korngröße verlangsamt und
sich der Wärmeeintrag in das Werkstück erhöht.
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Aus
der
DE 30 26 980 A1 ist
ein Steinsägeband zum Sägen von Gesteinsblöcken
mit einer Bandsäge bekannt, das aus einem Sägeband
besteht, an dessen einer Schmalseite in gegenseitigem Abstand hintereinander
angeordnete Diamant-Segmente befestigt sind, die eine untere, im
Wesentlichen parallel zur Oberfläche des Gesteinsblocks
liegende Schnittfläche aufweisen und die mit einer oberen
Lötfläche an der zugewandten Schmalseite des Sägebandes
befestigt sind. Dabei ist es vorgesehen, dass die die Schnittbreite
bestimmende wirksame Breite der unteren Schnittfläche des
Segmentes größer bemessen ist als die an der Schmalseite
des Sägebandes liegende Breite der Lötfläche.
Um diese Gestaltung zu erreichen, ist es notwendig, die Diamant-Segmente
aufwändig in geeigneter Form, beispielsweise in Form eines
Quaders oder eines angeschrägten Quaders oder eines Kegelstumpfes
oder mit konvex oder konkav geformten Schrägflächen, herzustellen
und exakt auf der Schmalseite des Sägebandes ausgerichtet
anzubringen, was zu einem teuren Herstellungsprozess führt.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, ein einfach und kostengünstig herzustellendes
Trennblatt und ein Herstellverfahren für ein solches Trennblatt
bereitzustellen, wobei das Trennblatt eine verhältnismäßig geringe
Schnittspaltbreite beim Trennen ermöglicht.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Trennblatt
mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 2 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen
beschrieben.
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Bei
einem Trennblatt, bei dem auf der Stirnseite des Grundkörpers
Schneidkörper angebracht und auf den Seitenflächen
keine Schneidkörper angebracht sind, sind die Schneidkörper
als Schneidkörper ausgebildet und die Schneidkörner
ragen seitlich über die Seitenflächen des Grundkörpers
hinaus.
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Schneidkörner
sind in engen Korngrößentoleranzen kostengünstig
herzustellen und an dem Grundkörper zu befestigen. Die
an der Stirnseite aufgebrachten Schneidkörner übernehmen
im Trennprozess die eigentliche Trennaufgabe. Durch den seitlichen Überstand
der auf der Stirnseite angebrachten Schneidkörner kann
sich das Trennblatt freischneiden. Dies ermöglicht es,
die Seitenflächen des Grundkörpers nicht mit Schneidkörnern
zu bestücken. Damit ist die Breite des Schnittspaltes durch die
Korngröße der auf der Stirnseite des Grundkörpers
angebrachten Schneidkörner bestimmt und nicht durch die
Dicke des Grundkörpers, addiert zu der Korngröße
der auf den Seitenflächen angebrachten Schneidkörnern.
Es können bei einer verhältnismäßig
geringen Breite des Schnittspaltes relativ grobe Schneidkörner
gewählt werden, was zu einem schnellen Bearbeitungsprozess
und geringen Schnittkräften bei gleichzeitig geringem Wärmeein trag
in das Werkstück führt. Da die Seitenflächen nicht
mit Schneidkörnern besetzt sind, wird der Einsatz von Schneidkörnern
bei der Herstellung des Trennblattes minimiert, wodurch die Herstellungskosten
für das Trennblatt gegenüber einem bekannten Trennblatt
deutlich reduziert sind.
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Bei
einem Trennblatt, bei dem auf der Stirnseite des Grundkörpers
und zumindest in Bereichen der Seitenflächen Schneidkörper
in Form von Schneidkörnern angebracht sind, ist vorgesehen, dass
die Korngröße der auf der Stirnseite angebrachten
Schneidkörner größer ist als die Korngröße
der auf den Seitenflächen angebrachten Schneidkörner.
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Auch
dieses Trennblatt ist durch die Verwendung von Schneidkörnern
als Schneidkörper kostengünstig herzustellen.
Dabei ermöglichen die groben Schneidkörner auf
der Stirnseite einen schnellen Bearbeitungsprozess und geringe Schnittkräfte
bei gleichzeitig geringem Wärmeeintrag in das Werkstück,
während die auf den Seitenflächen angebrachten,
feineren Schneidkörner das Trennblatt freischneiden. Die
geringe Korngröße der Schneidkörner auf
den Seitenflächen des Grundkörpers ist ausreichend
für das Freischneiden des Trennblattes.
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Ist
vorgesehen, dass die auf der Stirnseite angebrachten Schneidkörner
seitlich mit den auf den Seitenflächen angebrachten Schneidkörnern
abschließen, oder dass die auf der Stirnseite angebrachten
Schneidkörner seitlich über die auf den Seitenflächen
angebrachten Schneidkörner hinausragen, wird die Breite
des erzielten Schnittspaltes durch die Breite der stirnseitig angeordneten Schneidkörner
bestimmt, wobei sich die Breite durch mehrere an der Stirnfläche
nebeneinander angeordnete Schneidkörner oder durch die
Breite eines einzelnen Schneidkorns ergeben kann. Ein einzelnes stirnseitiges
Schneidkorn hat dann zumindest einen Durchmesser, der der Breite
des Grundkörpers addiert zu dem zweifachen Durchmesser
der seitlich angebrachten Schneidkörner entspricht. Schließen die
stirnseitig angebrachten Schneidkörner seitlich mit den
auf den Seitenflächen angebrachten Schneidkörpern
ab, kann eine sehr glatte Schnittfläche am Werkstück
erreicht werden.
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Die
Rauhigkeit der Schnittfläche wird im Wesentlichen durch
die Unterschiede beim seitliche Überstand der Kornspitzen
bestimmt. Um eine möglichst glatte Schnittkante zu erzeugen
kann es vorgesehen sein, dass der seitliche Überstand der
an der Stirnseite angebrachten Schneidkörner über
die Seitenflächen des Grundkörpers oder über
die an den Seitenflächen angebrachten Schneidkörner
innerhalb einer vorgegebenen Toleranz gleich ist. Die Toleranz ist
dabei in Abhängigkeit von der geforderten Oberflächenrauhigkeit
der beiderseitigen Schnittflächen festzulegen.
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In
Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass die Schneidkörner
nur bereichsweise an der Stirnseite und/oder an den Seitenflächen,
insbesondere in einem direkt an die Stirnseite anschließenden
Bereich, angebracht sind. Zum Freischneiden des Trennblattes genügt
es, wenn die Seitenflächen nur in unmittelbarer Nähe
zur Stirnfläche mit Schneidkörnern bestückt
sind. Der Einsatz von Schneidkörnern lässt sich
durch diese bereichsweise Anordnung verringern, womit eine Reduzierung
der Herstellkosten für das Trennblatt einher geht.
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Eine
kostengünstige Herstellung des Trennblattes kann weiterhin
dadurch erreicht werden, dass die Schneidkörner auf den
Grundkörper geklebt sind. Entsprechend einer alternativen
Ausführung sind die Schneidkörner galvanisch oder
durch Sintern an dem Grundkörper angebracht sind.
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Eine
verhältnismäßig beständige Verbindung der
Schneidkörner mit dem Grundkörper ist nach einer
weiteren alternativen Ausgestaltung dadurch realisiert, dass die
Schneidkörner auf den Grundkörper aufgelötet
oder aufgeschweißt sind.
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Ist
es vorgesehen, dass der Grundkörper aus Metall, insbesondere
aus Stahl, gebildet ist und/oder dass der Grundkörper eine
Dicke in einem Bereich von 0,05 mm bis 0,5 mm, insbesondere in einem
Bereich von 0,1 mm bis 0,3 mm, aufweist, dann ist eine relativ hohe
Stabilität des Trennblattes bei gleichzeitig verhältnismäßig
dünnen Schnittspalten verwirklicht.
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Nach
einer Weiterbildung sind die Schneidkörner aus Diamant
oder aus kubischem Bornitrid (CBN) gebildet. Dabei eignen sich diamantbesetzte Trennblätter
besonders zur Bearbeitung von harten Keramiken, Grünkeramiken
und Glas, insbesondere aber auch zur Bearbeitung von teuren Materialien
wie Silizium, Platin, Saphir oder anderen Edelsteinen. Mit Schneidkörnern
aus kubischem Bornitrid (CBN) können beispielsweise Stahlwerkstoffe
mit geringen Schnittkräften bearbeitet werden.
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Das
Trennblatt ist zweckmäßigerweise als Kreisscheibe
oder als endlose Bandschlaufe zum Einsatz in einer Bandsäge
ausgebildet. In Ausgestaltung besteht der Grundkörper aus
einer Nickel-Legierung, vorzugsweise aus einer Nickel-Cobalt-Legierung.
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Erfindungsgemäß wird
die Aufgabe bei einem Verfahren zur Herstellung eines Trennblattes dadurch,
gelöst, dass galvanotechnisch ein aus einer Metallfolie
bestehender Grundkörper hergestellt wird.
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Durch
das galvanische Herstellverfahren lassen sich insbesondere Grundkörper
mit einer Dicke in einem Bereich von 0,05 mm bis 0,5 mm, insbesondere
in einem Bereich von 0,1 mm bis 0,3 mm, kostengünstig in
großer Stückzahl herstellen.
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Vorzugsweise
werden während der Herstellung des Grundkörpers
die Schneidkörner befestigt. Damit erübrigt sich
ein separater Arbeitsgang zur Anordnung der Schneidkörper.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch
zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen
Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind.
Der Rahmen der Erfindung ist nur durch die Ansprüche definiert.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand mehrerer Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher
erläutert. Es zeigt:
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1 eine
Schnittdarstellung eines Trennblattes entsprechend dem Stand der
Technik,
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2 eine
Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Trennblattes,
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3 eine
Schnittdarstellung des Trennblattes nach 1 in alternativer
Ausgestaltung,
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4 eine
Schnittdarstellung des Trennblattes nach 3 in alternativer
Ausgestaltung und
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5 eine
Schnittdarstellung des Trennblattes nach 4 in alternativer
Ausgestaltung.
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Nach 1 weist
ein aus Stahl gefertigter Grundkörper 10 eines
Trennblattes 1 eine Stirnseite 11, eine rechtwinklig
davon abgehende erste Seitenfläche 12 und eine
parallel dazu verlaufende zweite Seitenfläche 13 auf.
Auf der Stirnseite 11 sind stirnseitige Schneidkörner 20 und
auf den Seitenflächen 12, 13 seitliche
Schneidkörner 21 befestigt. Die stirnseitigen
Schneidkörner 20 und die seitlichen Schneidkörner 21 weisen
die gleiche Korngrößenverteilung auf. Ein derartiges
Trennblatt 1 wird zum Schneiden harter Werkstoffe verwendet.
Dabei übernehmen im Trennprozess die stirnseitigen Schneidkörner 20 die
eigentliche Trennaufgabe. Durch die seitlichen Schneidkörner 21 wird
das Trennblatt 1 frei geschnitten. Dadurch wird verhindert,
dass das Trennblatt 1 im Schnittspalt klemmt.
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Sollen
wertvolle Materialien, wie beispielsweise Saphir, bearbeitet werden,
erfolgt der Einsatz eines sehr dünnen Trennblattes 1,
um den Verschnitt gering zu halten. Bei einem üblichen
Grundkörper 10 aus Stahl mit einer Dicke von ca.
0,3 mm beeinflusst die Belegung der Seitenflächen 12, 13 des
Grundkörpers 10 mit den seitlichen Schneidkörnern 21 die Breite
des minimal erzielbaren Schnittspaltes erheblich. Bei einer für
das Trennschleifen geeigneten und gewünschten Korngröße
der Schneidkörner 20, 21 von etwa 0,15
mm und einer Dicke des Grundkörpers 10 von ca.
0,3 mm ergibt sich ein Schnittspalt von ungefähr 0,6 mm.
Bei dünneren Grundkörpern 10 erhöht
sich der prozentuale Anteil der Dicke der seitlichen Schneidkörner 21 auf
die Breite des Schnittspaltes weiter. Dem wird in der Praxis dadurch
Rechnung getragen, dass bei dünneren Grundkörpern 10 Schneidkörner 20, 21 mit
geringeren Korngrößen eingesetzt werden, was zu
dem gewünschten schmalen Schnittspalt führt. Der
Bearbeitungsprozess wird bei geringerer Korngröße
jedoch langsamer und die Wärmeeinbringung in das Werkstück wird
größer.
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Das
Trennblatt 1 nach 2 weist
zwei auf der Stirnseite 11 des Grundkörpers 10 nebeneinander
angeordnete Schneidkörner 20 auf, die seitlich über
die nicht mit Schneidkörnern besetzten Seitenflächen 12, 13 überstehen.
Entlang der Stirnseite 11 des Grundkörpers 10 sind
nicht dargestellt entsprechend weitere Schneidkörner 20 angebracht.
Der Überstand der stirnseitigen Schneidkörner 20 über die
Seitenflächen 12, 13 bewirkt, dass sich
das Trennblatt 1 freischneiden kann, ohne dass es im Schnittspalt
klemmt, weshalb auf den Seitenflächen 12, 13 des
Grundkörpers 10 keine Schneidkörner 21 notwendig
sind.
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Die
Breite des erzielbaren Schnittspaltes ist durch die von den stirnseitigen
Schneidkörnern 20 bestimmte Breite des Trennblattes 1 festgelegt.
Die Korngröße der stirnseitigen Schneidkörner 20 kann bei
gleicher Schnittbreite deutlich größer gewählt werden,
als bei der zusätzlichen Anordnung gleich großer
Schneidkörner 21 auf den Seitenflächen 12, 13 des
Grundkörpers 10, die, wie in 1 beschrieben,
zusammen mit dem Grundkörper 10 die Breite des
Trennblattes 1 und die erzielbare Schnittbreite festlegen.
Bei gleicher Breite des Trennblattes 1 und des sich bildenden
Schnittspaltes führen die größeren stirnseitigen
Schneidkörner 20 im Vergleich zu der in 1 beschriebenen
Ausführung zu einem schnelleren Bearbeitungsprozess beim
Trennschneiden bei gleichzeitig geringem Wärmeeintrag in
das Werkstück. Zur Erzielung einer möglichst geringen Schnittbreite
bei gleichzeitig hoher Trenngeschwindigkeit ist die Dicke des Grundkörpers 10 und
der Überstand der stirnseitigen Schneidkörper 20 über die
Seitenflächen 12, 13 des Grundkörpers 10 möglichst
klein zu wählen.
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Da
die Seitenflächen 12, 13 des Grundkörpers 10 nicht
mit Schneidkörnern besetzt werden müssen, ist
der Verbrauch an Schneidkörnern 20, 21 bei
der Herstellung des Trennblattes 1 sehr gering, wodurch
die Herstellkosten des Trennblattes 1 gegenüber
einem nach dem Stand der Technik deutlich reduziert sind, insbesondere
dann, wenn relativ teure Diamant-Schneidkörner verwendet
werden. Die Schneidkörner 20 können durch
kleben, löten, schweigen, sintern oder galvanisch an den
Grundkörper 10 angebracht sein.
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Um
eine möglichst glatte Schnittfläche zu erreichen,
sind die hintereinander angeordneten Schneidkörner 20 seitlich
zueinander ausgerichtet und die Schneidkornspitzen stehen somit
innerhalb einer vorgegebenen Toleranz gleich weit über
die Seitenflächen 12, 13 hinaus.
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3 zeigt
in einer weiteren Ausführungsform eine Schnittdarstellung
eines Trennblattes 1 mit stirnseitig angebrachten Schneidkörnern 20,
wiederum im Randbereich eines kreisförmigen Trennblattes 1.
Dabei sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezeichnern wie in 1 bezeichnet.
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Im
Unterschied zu dem in 2 dargestellten Trennblatt 1 ist
bei dem Trennblatt nach 3 nur ein stirnseitiges Schneidkorn 20 auf
der Stirnseite 11 des Grundkörpers 10 angebracht,
dessen Korndurchmesser größer als die Dicke des
Grundkörpers 10 bemessen ist. Entlang der Stirnseite 11 des Grundkörpers 10 sind
entsprechend weitere, nicht dargestellte stirnseitige Schneidkörner 20 angebracht,
die mittig auf der Stirnseite 11 des Grundkörpers 10 ausgerichtet
sind, so dass sie beidseitig über die Seitenflächen 12, 13 des
Grundkörpers 10 hinausragen. Dieser Überstand
ermöglicht das Freischneiden des Trennblattes 1.
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Bei
gewünschter Breite des Schnittspaltes ist der Einsatz von
stirnseitigen Schneidkörnern 20 mit maximal möglicher
Korngröße ermöglicht, wodurch die schnellst
mögliche Bearbeitungsgeschwindigkeit beim Trennprozess
erzielt wird.
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Bei
dem Trennblatt 1 nach 4 sind stirnseitig
angebrachte Schneidkörner 20 und seitlich festgelegte
Schneidkörner 21 vorgesehen. Die stirnseitigen
Schneidkörner 20 weisen eine deutlich größere
Korngröße als die seitlichen Schneidkörner 21 auf,
wobei die stirnseitigen Schneidkörner 20 seitlich mit
den seitlichen Schneidkörnern 21 abschließen.
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Die
groben stirnseitigen Schneidkörner 20 sind für
das eigentliche Trennen des Werkstückes ausgelegt und ermöglichen
einen schnellen Bearbeitungsprozess beim Trennschleifen bei einem
geringen Wärmeeintrag in das Werkstück. Durch
die feinen seitlichen Schneidkörner 21 wird das
Trennblatt 1 frei geschnitten. Dabei ergeben die feinen
seitlichen Schneidkörner 21 sehr glatte Schnittkanten
mit einer geringen Oberflächenrauhigkeit.
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Auch
dieses Trennblatt 1 stellt einen dünnen Schnittspalt
und damit einen geringen Materialverschnitt bei gleichzeitig hohen
Schnittgeschwindigkeiten sicher.
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Das
Trennblatt 1 nach 5 weist,
wie das Trennblatt gemäß 2, zwei
auf der Stirnseite 11 des Grundkörpers 10 nebeneinander
angeordnete Schneidkörner 20 auf. Im Weiteren
sind seitlich festgelegte Schneidkörner 21 vorgesehen,
wobei die stirnseitigen Schneidkörner 20 seitlich
im Wesentlichen nicht über die seitlichen Schneidkörner 21 vorstehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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