DE102009008261A1

DE102009008261A1 - Schleif- und Fräswerkzeug zur Bearbeitung von Kunst- und Naturstein

Info

Publication number: DE102009008261A1
Application number: DE200910008261
Authority: DE
Original assignee: BIGU TERRAZZO GmbH
Current assignee: BIGU TERRAZZO BOEDEN GMBH, DE
Priority date: 2009-02-10
Filing date: 2009-02-10
Publication date: 2010-08-12
Also published as: DE202009018168U1

Abstract

Schleif- und Fräswerkzeug aus einem Hartmetallgrundkörper mit einer aufgesinterten PKD-Schneide zur Bearbeitung von Kunst- und Naturstein.

Description

Stand der Technik:
Mit der Gebrauchsmusterschrift DE 202 20969 U1 wurde erstmals ein PKD-Element (polykristaliner Diamant) von der Firma HTC Sweden AB zur Bodenbearbeitung von Kunst- und Naturstein vorgestellt. Die dünnen PKD-Elemente werden mittels von Lötverbindungen an einem Aufnahmeträger befestigt, welcher ebenfalls durch Lötverbindungen am Werkzeugträger befestigt werden. Mit diesem Verfahren ist es möglich „weichplastische” Materialien gegenüber dem herkömmlich gesinterten Diamantwerkzeugen zu schleifen, da diese nicht verkleben, da hier durch das PKD-Element ein Zerspannungsvorgang gegenüber den Vorgang des Mahlens entsteht. Dieses Werkzeug führt bei „weichplastischen” Oberflächen zu sehr guten Zerspannungsleistungen, aber auch zu sehr schnellen Zerstörung des PKD-Elements bei härteren Materialien bzw. beim Eindringen in eine härtere Schicht. Hartmetallgrundkörper mit einer aufgesinterten Schneide aus einem PKD Schneidwerkstoff finden bereits in computergesteuerten Bearbeitungszentren zur Bearbeitung von Holzwerkstoffen, Gummi und thermoplastischen Materialien in der Industrie Anwendung. Bohrkronen oder Sägeblätter werden mit einem aufgelöteten PKD Schneidwerkstoff als Plättchen in jüngster Zeit angeboten, aber Hartmetallgrundkörper mit aufgesinterten PKD Schneidwerkstoff sind hier nicht wiederzufinden. Hartmetallgrundkörper mit aufgesinterten PKD Schneidwerkstoff sind ausschließlich in den benannten computergestützten Bearbeitungszentren oder als Spezial-Bohrkopf für Erdölbohrungen wiederzufinden.
Aufgabenstellung der Erfindung:
Aufgabe der Erfindung ist es ein Werkzeug zur Zerspannung von Oberflächen herzustellen, welches zusätzlich noch schlagfest ist und mittels unterschiedlicher Konstruktion und Anordnungsmöglichkeiten den Abtrag zu optimieren. Bisherige PKD-Elemente sind bereits nach kurzer Zeit zerbrochen, wenn diese auf einen härteren Stein trafen. Eine weitere Aufgabenstellung war es ein Werkzeug herzustellen, auf tellerförmigen Bearbeitungsmaschinen kontrollierter einen vorher bestimmbaren Fräsvorgang auszuführen, welcher in Zerspannung und Zertrümmerung vertikal arbeitenden Fräsmaschinen gleich steht, aber weniger Bauteilschwingungen verursacht. Eine weitere Aufgabenstellung war es, insbesondere auf harten Materialien, wie z. B. Granit, metallarmierten Beton, ein grobes Schleifwerkzeug herzustellen, welches als erster Schleifvorgang eine Granulatartige tiefe Abtragung erzielt und zusätzlich die Oberfläche nachträglich nivelliert, aber nicht wie beim Trommelfräsen die Oberfläche nachhaltig schädigt. Insbesondere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Werkzeug für abrasive Oberflächen, herzustellen da die bisherige Diamantschleiftechnik hier den höchsten Werkzeugverschleiß hat und keine geeigneten Bearbeitungsmöglichkeiten gegeben sind.
Beschreibung der Erfindung:
Die Erfindung betrifft ein Schleifwerkzeug zur Bearbeitung von nahezu allen Natur- und Kunststeinböden, Beton- und Asphaltflächen, Entfernung von weichen Beschichtungen und abrasiven Oberflächen. Im Vergleich zum bisherigen Schleifen ist der Abtrag mit diesem Werkzeug aus Hartmetallgrundkörper mit aufgesinterten PKD Schneidkörper wesentlich schneller und effektiver. Gegenüber bisherigen Verfahren des Trommelfräsens wird der Untergrund nicht geschädigt und es wird eine ebene, beschichtungsfähige Oberfläche erzielt. Das Werkzeug ist dadurch gekennzeichnet, das sich ein, aus verschiedenen geometrischen Figuren vorstellbarer, polykristaliner Diamant in Form einer dünnen Scheibe durch ein Heißpress-Verfahren, mit einer gleichgeometrischen dickeren Verbindung aus Hartmetall oder anderen harten Materialien verbunden ist.
Aufgrund dieser Verbindung im Heißpress-Verfahren wird das PKD-Element schlagfest und kann während des Zerspannungsvorganges entgegenstehende harte Materialien zertrümmern. Bisherige PKD-Elemente waren durch einen zusätzlichen zähen Kern aus Hartmetall legiert. Bei diesem Verfahren wird ein Hartmetallkörper durch ein Heißpressverfahren mit einem PKD-Schneidelement dauerhaft befestigt. Durch die Dicke des dahinter gestellten Hartmetallkörpers kann das Werkzeug, sowohl in der Schlagfestigkeit als auch auf die Eignung für das Material eingestellt werden. Dickere Verbindungselemente sind für härtere und abrasivere Materialien, wobei dünnere Verbindungselemente bei weicheren Materialien eingesetzt werden. Dieses wird durch den Reibungswiderstand beeinflusst und ist ein geringer Nachteil, da dickere Verbindungselemente zum verkleben bei weichen Materialien führen. Positiv beeinflusst der höhere Reibungswiderstand des dickeren Verbindungselementes aus Hartmetall bei härteren und abrasiveren Materialien einen erschütterungsgeringen Lauf der Maschinen.
Die PKD-Elemente mit Heißgepressten Hartmetall, nachfolgend PKD Komposition bezeichnet, können in unterschiedlichen Formen hergestellt werden und auch in unterschiedlichen Formen auf der Werkzeugträgerplatte gemischt befestigt werden. Denkbar wäre auch ein versenken auf der Trägerplatte oder durch einer zusätzlichen Stütze aus einem Diamantsegment oder durch Metallformen gestützt werden.
Mittels unterschiedlicher Formen und Stellungen kann der Zerspannungsvorgang beeinflusst werden, welcher sich positiv auf den Zertrümmerungsvorgang verhält.
Die PKD Komposition werden auf den Werkzeugträgern mittels Hartlötverbindungen befestigt. Eine Schraubverbindung oder ähnliches wäre ebenfalls denkbar. Zusätzlich kann die PKD Komposition von hinten durch eine Aufnahme aus Metall gestützt werden und/oder durch eine Versenkung oder Einkerbung gestützt werden. Versenkungen und Einkerbungen dienen zusätzlich einer Winkelpositionierung. Stützen aus Metall können auch aus aufgeschweißten oder aufgelöteten Material denkbar sein.
Je nach geometrischer Zusammensetzung und Positionierung dieser Hartmetallkörper mit aufgesinterten PKD Schneidwerkstoff kann ein Abtrag bzw. ein Eindringen in die Oberfläche beeinflusst werden. Die Stellungen der Werkzeuge auf dem Werkzeugtragelement können in allen möglichen Positionen erfolgen, soweit gewährleistet ist, das die Schnittkante des PKD Schneidelements vor dem Hartmetallgrundkörper sitzt.
In der 1 wird ein denkbares Schneidwerkzeug in halbrunder Körperform auf dem Werkzeugtragelement dargestellt. Die 2 zeigt ein eingekerbtes halbrundes Schneidwerkzeug, welches im Innenkreis mittels einer Metallstütze für einen ruhigen Lauf als Schneidwerkzeug denkbar angefertigt werden kann. Mittels der Höhe der Stütze ist es möglich die Eindringtiefe des Werkzeugs anzupassen. In der 3 wird ein Werkzeugtragelement mit einem vorderen eingekerbten Schneidwerkzeug und einen hinteren aufgesetzten Schneidwerkzeug vorgestellt. Der Einsatz eines solchen Werkzeuges wäre denkbar, bei stark abrasiven und körnigen Oberflächen, wodurch durch das erste, obere Element der Stein eingeschnitten wird und anschließend durch den Inneren nachgeschnitten wird. 4 zeigt ein denkbares viertel Schneidwerkzeug, welches auf einem eingekerbten Tragekörper befestigt ist. Durch die große Schnittkante wäre es denkbar sehr tiefe Schnittleistungen zu erzielen, wozu der Tragekörper als zusätzliche Befestigung dient und zudem das Werkzeugtragelement vor den direkten Kontakt zur Oberfläche schützt. 5 zeigt wie die 4 ein ähnliches zusätzliches Tragelement, welches zusätzlich als hintere Stütze dient. Hier wäre es auch denkbar einen nach hinten geneigten Winkel für das Schneidwerkzeug anzunehmen, um eine bessere Schnittleistung zu erzielen. in 6 wird wie in 2 ein Schneidwerkzeug mit separaten Stützelement angedacht. Die Einkerbung ist hier nicht erforderlich, da das Schneidwerkzeug zusätzlich von hinten mittels einer zusätzlichen Stütze gehalten wird. Denkbar wäre hier der Einsatz bei sehr harten Materialien. Bei weicheren Oberflächen wäre es denkbar, wie in 7 dargestellt, sogenannte Löffelähnliche Schneidwerkzeuge auf das Werkzeugtragelement aufzubauen, welche durch eine zusätzliche Stütze gehalten wird. Mittels dieser Methode wäre es denkbar verschiedene Winkelstellungen des Schneidwerkzeuges anzunehmen, um die Schnittleistung und Eindringtiefe zu verbessern. 8 und 9 stellen die unterschiedlichen Dicken des Hartmetalltragekörpers für das PKD-Schneidelement dar. Stärke Hartmetallkörper finden mehr Aufnahmefläche auf dem Werkzeugtragelement und damit mehr Widerstand, wobei bei dünneren Schneidplatten eine Stütze denkbar wäre.
Diese Abbildungen stellen nur einen kleinen Teil der möglichen Variationen dar, welche mit dieser Erfindung denkbar wären. Denkbar wäre es, diese Schneidkörper aus Hartmetall mit aufgesinterten PKD-Schnittdiamanten auf jeden erdenklichen Werkzeugträger für Bodenschleifmaschinen auf zusetzen oder sogar für Winkelschleifer nutzbare Werkzeuge herzustellen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 20220969 U1 [0001]

Claims

Werkzeuge zur Bearbeitung von Kunst- und Naturstein, dadurch gekennzeichnet, das sie aus einem Hartmetallkörper mit aufgesinterten oder heißgepressten PKD Schneidwerkstoff bestehen, in verschiedenen geometrischen Formen, welche durch festes oder wiederlösbares Befestigen an einem Werkzeugträgerelement verbunden sind.
Werkzeuge zur Bearbeitung von Kunst- und Naturstein aus einem Hartmetallkörper mit aufgesinterten oder heißgepressten PKD Schneidwerkstoff bestehen, in verschiedenen geometrischen Formen, welche zur Bearbeitung von mineralischen Oberflächen, wie Stein- oder Kunststeinböden, Beton- und Asphaltflächen, zum Entfernen von Spachtelmassen, Klebstoffresten oder ein- oder zweikomponentige Bodenbeschichtungen auf horizontal und vertikal rotierenden Bearbeitungsmaschinen eingesetzt werden.
Werkzeug nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet das sich mindestens ein Schneid- und Fräswerkzeug auf dem Werkzeugaufnahmeelement befindet, welches in unterschiedlichen geometrischen Formen mit und ohne einem zusätzlichen Stützelement, aus einem Schleifsegment oder Metallkörper befestigt sind.
Werkzeug nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, das sich auf dem Werkzeugträger eine Versenkung bzw. Kerbe zum einlassen des Werkzeugs befindet
Werkzeug nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, das sich hinter dem Werkzeug eine zusätzliche Stütze befindet.
Werkzeug nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, das sich mindestens ein geometrisch Scheid- und Fräswerkzeug auf dem Werkzeugtragelement befindet.
Werkzeug nach den Ansprüchen 1–6, dadurch gekennzeichnet, das sich unterschiedliche Winkel der Befestigung und Werkzeuganbringungen auf dem Aufnahmeträger befinden.