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Schneidwerkzeug, insbesondere zum Abrichten von Schleifscheiben Die
Erfindung betrifft Schneidwerkzeuge, insbesondere zum Abrichten von Schleifscheiben,
mit metallischer Tragplatte und damit metallisch verbundenen parallelen Schichten
von Diamantkörnern in metallischer Bindung.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, Schleif- und Schneidwerkzeuge,
bestehend aus einem Träger mit beidseitigem Belag von Diamantkörnern od. dgl., dadurch
herzustellen, daß die Körner auf eine mit Rillen oder anderen Vertiefungen versehene
Metallplatte gelegt und durch galvanischen Niederschlag miteinander verbunden werden.
Eine derartige Ausbildung eines Schneidwerkzeuges hat jedoch zur Folge, daß die
Seitenflächen des Schneidwerkzeuges unterschiedliche Festigkeit aufweisen. Es ist
insbesondere bei hoher Beanspruchung zu befürchten, daß auf der der Metallplatte
abgelegenen Seite Teile des Schneidwerkzeuges herausbrechen, bevor sie im Betrieb
weit genug abgenutzt sind.
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Es sind auch Schneid- und Abrichtwerkzeuge bekannt, bei denen einzelne
Diamantkörner so miteinander verbunden sind, daß sie einen Pfropfen mit kleiner
Außenfläche ergeben, der zum Abrichten in axialer Richtung am Außenumfang einer
Schleifscheibe entlanggeführt werden kann. Die Angriffsmöglichkeiten an der Schleifscheibe
sind jedoch bei einem derartigen Werkzeug so gering, daß die Schleifscheibe nicht
in kürzester Zeit maßhaltig abgerichtet und geschärft werden kann.
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Weiter sind Handabrichter als Vielkornabrichter ausgebildet worden,
die nur auf der äußeren breiten Arbeitsfläche mit Diamanten versehen sind. Hierbei
hängt die Wirkung sehr stark von der Form der eingesetzten Diamanten ab. Sobald
die Diamantspitzen abgenutzt sind, läßt sich das Werkzeug nicht mehr verwenden.
Auch liegen hier die Diamantkörner in einer zur abziehenden Schleifoberfläche im
wesentlichen parallelen Schicht, die sich infolge ihrer begrenzten Stärke innerhalb
verhältnismäßig kurzer Zeit abgenutzt hat.
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Um den Nachteilen der bekannten Schneidwerkzeuge, insbesondere der
für das Abrichten von Schleifscheiben verwendbaren Schneidwerkzeuge, zu begegnen,
wird bei Schneidwerkzeugen mit metallischer Tragplatte und mit damit metallisch
verbundenen, parallelen Schichten von Diamantkörnern in metallischer Bindung erfindungsgemäß
die metallische Bindung in an sich bekannter Weise durch Sintern gewonnen, und beiderseits
der metallisch gebundenen Diamanten werden Metallplatten vorgesehen. Durch diese
Ausbildung ist es möglich, die von Diamanten durchsetzten Schichten dünn zu halten
und ihnen dennoch eine größere Festigkeit zu geben, da die dünne Sinterschicht zwischen
den schützenden Metallplatten liegt. Die Metallplatten erlauben außerdem eine bequeme
Handhabung des Schneidwerkzeuges, lyeispielsweise zum Einspannen in Werkzeughalter.
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Zweckmäßig werden die in gesinterter Bindung vorhandenen Diamantschichten
in an sich bekannter Weise durch Sintern oder Löten mit den seitlichen Metallplatten
verbunden.
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Zur Erläuterung des Erfindungsgedankens werden nachfolgend drei Ausführungsbeispiele
an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht einer mit
Diamanten versehenen Platte in Arbeitsstellung, Fig. 2 die Ansicht der Platte nach
Fig. 1 und ihre Befestigung, von oben gesehen.
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Fig. 3 einen Längsschnitt durch die gleiche Platte, Fig. 4 die Seitenansicht
einer mit Diamanten versehenen Scheibe in Arbeitsstellung, Fig. 5 die Ansicht der
Scheibe nach Fig. 4 und ihre Befestigung, von oben gesehen, Fig. 6 einen Querschnitt
durch die gleiche Scheibe längs eines Durchmessers, Fig. 7 die Ansicht eines mit
Diamanten versehenen Werkzeuges, das in einem einzigen Stück in Form eines einfachen
Stabes ausgeführt ist, von oben gesehen, Fig. 8 einen Schnitt durch ein mit quadratischem
Querschnitt ausgeführtes Werkzeug, in der Schnittebene VIII-VIII der Fig. 7 gesehen,
und Fig.9 einen Schnitt durch ein mit rundem Querschnitt ausgeführtes Werkzeug,
in der Schnittebene VIII-VIII der Fig. 7 gesehen.
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Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte, mit Diamanten versehene Platte
besteht aus einer annähernd rechteckig
geformten Tafel, die mit
einer dünnen, ebenen, mit Diamanten bestückten Sinterschicht 1 versehen ist, die
aus bekannten Werkstoffen besteht und in der eine oder mehrere Schichten 2 parallel
zueinander angeordneter Diamantkörner enthalten sind. Diese dünne, mit Diamanten
versehene Schicht 1 wird auf ihren seitlichen Flächen von Lamellen 3 aus festem
Werkstoff, z. B. vorzugsweise aus Stähl, und mit beliebiger Form und Stärke gehalten
und geschützt.
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Die mit Diamanten versehene Schicht kann in an sich bekannter Weise
zwischen ihren seitlichen Lamellen gefrittet oder gesintert werden; die Befestigung
der seitlichen Lamellen mit der mit Diamanten versehenen, ausgehärteten oder gesinterten
Schicht kann auch nachträglich in an sich bekannter Weise durch Lötung oder in anderer
Weise vorgenommen werden.
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Es muß hervorgehoben werden, daß die Schicht oder die Schichten aus
Diamantkörnern nur in dem aktiven Teil der zur Benutzung während der Bearbeitung
bestimmten Platte eingelagert sind. Die richtigen Abmessungen des aktiven Teiles,
nach Länge und Breite, gewährleisten eine ausreichende Lebensdauer. Dieser aktive
Teil der Platte endet in einer gewissen Entfernung von den Mitteln zur Befestigung
der genannten Platten in ihrer Halterung, wie deutlich aus den Fig. 2 und 3 hervorgeht.
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Da die mit Diamanten versehene Platte fest in der Halterung angebracht
ist, stellt das Ganze ein neues Werkzeug für das Abziehen von Schleifsteinen und
für dementsprechende Arbeiten dar. Die Verbindung der mit Diamanten versehenen Platte
mit einer zugehörigen Halterung kann in irgendeiner beliebigen grundsätzlich bekannten
Weise vorgenommen werden; beispielsweise kann der hintere Teil der Platte auf die
Halterung angelötet oder angeschweißt werden, oder das Ganze kann in einem einzigen
Stück ausgeführt werden. Es ist aber vorteilhafter, die mit Diamanten versehene
Platte abnehmbar zu befestigen, wie es auf der Zeichnung in den Fig. 1 und 2 gezeigt
ist.
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Zu diesem Zweck ist der hintere Teil der genannten Platten, der ihrem
wirksamen Teil 7 gegenüberliegt, in zwei runden Öffnungen durchbohrt, die die Aufgabe
haben, zwei quer hindurchgesteckte Bolzen aufzunehinen, die die Befestigung der
Platten auf der Halterung möglich machen. Die Halterung besteht aus einer rechteckigen
Klemme, die aus einer Winkelkonsole 5 gebildet wird, auf die eine Platte 6 angepaßt
ist; zwischen die Winkelkonsole 5 und die Platte 6 ist die mit Diamanten versehene
Platte 1, 3 mittels zweier Bolzen 7 eingespannt. Der Rücken der Winkelkonsole 5
trägt einen zylindrischen Stab 8, der eine Einstellung und Befestigung des Ganzen
in einem Werkzeugträger der Abziehvorrichtung gestattet.
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Auf dem Werkzeugträger, wie er oben beschrieben wurde, ist die mit
Diamanten versehene Platte 1, 3 befestigt und wird gegen die abzuziehende Arbeitsfläche
der Schleifscheibe 9 geführt, wie Fig. 1 zeigt.
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Die mit Diamanten versehene Platte nutzt sich im Laufe ihres Einsatzes
ab, wie die gestrichelten Linien 10, 10' und 10" am Umfang der Schleifscheibe 9
in Fig. 1 andeuten.
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Die Arbeitsfläche des Schleifsteines wird, wie in der Einleitung ausgeführt,
praktisch durch ein einziges der in die Einbettung, die die mit Diamanten versehene
Platte bildet, eingelagerten Diamantkörner angegriffen; und es ist genau dieses
am weitesten vorspringende Diamantkorn, daß die gewünschte Abzieharbeit ausführt.
Sobald es abgenutzt oder aus dem Bindemittel, das es hält, herausgebrochen ist,
kommt ein anderer, in der gleichen Ebene liegender Diamant an seiner Stelle zur
Wirkung, und es geht so weiter bis zur vollständigen Abnutzung des wirksamen, mit
Diamanten versehenen Teiles der Platte 1, 3. Wenn es mit Rücksicht auf die Arbeit
als vorteilhaft angesehen wird, zwischen dem wirksamen Ende der Platte und der Oberfläche
des Schleifsteines einen weniger großen Kontakt zu haben, genügt es, die Halterung
mit der Platte um 180° um ihre Befestigungsachse zu drehen.
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In einer anderen, sehr vorteilhaften Ausführungsform ist die mit Diamanten
versehene Platte nicht angenähert rechteckig, wie bei der vorstehend beschriebenen
Ausführungsform, sondern weist statt dessen die Form einer teilweise polygonalen
Scheibe auf (s. Fig. 4 und 5).
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Die mit Diamanten versehene Scheibe 101 besitzt eine oder mehrere
Schichten aus Diamantkörnern 102; die abgebildete Ausführungsform weist nur eine
einzige Schicht auf. So wie in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist
die Schicht oder sind die Schichten von Diamantkörnern nur in den wirksamen Teil
der mit Diamanten versehenen Schicht eingelagert und enden in einiger Entfernung
von der Mitte dieser Scheibe, wie in Fig. 4 durch eine gestrichelte Linie 110 dargestellt
ist und wie es aus der Fig. 6 zu ersehen ist.
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Die dünne, mit Diamanten versehene Schicht 101 wird durch Scheiben
103 beliebiger Stärke gehalten und geschützt; die Scheiben 103 werden aus
starkem Werkstoff, z. B. vorzugsweise aus Stahl, hergestellt; ihre Stärke entspricht
der der mit Diamanten versehenen Platte 101. Die Befestigung der mit Diamanten versehenen
Platte 101 an den seitlichen Scheiben 103 wird durch eines der im Laufe der Beschreibung
der ersten Ausführungsform angegebenen Mittel erzielt.
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Die mit Diamanten versehene Scheibe 101, 103 weist in ihrer Mitte
eine Öffnung 104 auf, deren Querschnitt rund oder polygonal, wie etwa hexagonal,
oktogonal od. dgl. ist.
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Die mit Diamanten versehenen Scheiben nach der Erfindung müssen in
einer Halterung oder einer Vorrichtung, die während des Arbeitens ihre Drehung verhindert,
untergebracht und befestigt werden, damit sie wie die oben beschriebenen, mit Diamanten
versehenen Platten verwendet werden können, d. h. in einer gegenüber der Fläche
des Schleifsteines feststehenden Lage.
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Nach den Fig. 4 und 5 besteht die Halterung aus einer Klemme, die
aus einem Winkelstück 105 und einer ebenen Platte 106 gebildet ist, und die mittels
eines Bolzens 107 zusammengehalten werden. Die Rückseite des Winkelstücks 105 trägt
einen zylindrischen Stab 108, der in dem Werkzeugträger der Abziehvorrichtung eingestellt
und befestigt werden kann. Die Scheibe 101, 103 wird zwischen die Arme 105 und 106
eingesetzt und an dieser Stelle mit Hilfe einer Schraube 107' befestigt, die durch
die zu diesem Zweck in der Nähe des freien Endes der Klemmstücke 105, 106 gebohrten
Öffnungen gesteckt wird. Durch das Anziehen der Schraube wird die Scheibe 101, 103
in ihrer Halterung starr gehalten.
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Um zu verhindern, daß sich die Scheibe während ihrer Benutzung drehen
kann, kann sie in beliebiger Weise festgehalten werden; sie kann beispielsweise
mit einer in ihrer Mitte gelegenen polygonalen Öffnung versehen werden und steht
dann mit einer Schraube 107' im Eingriff, deren Schaft den gleichen Querschnitt
aufweist. Nach Abnutzung eines auf den abzuziehenden Schleifstein wirkenden Teiles
der genannten Scheibe kann diese dann in ihrer Halterung um 1%s oder 1;8 des Umfanges
gedreht werden, wie in
Fig. 4 durch die Linien 111 und 111' angegeben
ist, und bietet auf diese Weise der Oberfläche des abzuziehenden Schleifsteines
einen neuen wirksamen Teil der Scheibe dar, bis der mit Diamanten versehene Teil
in den zulässigen Grenzen vollständig abgenutzt ist.
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Die Fig. 7 bis 9 zeigen eine Ausführungsform eines mit Diamanten versehenen
Werkzeuges nach der Erfindung, das in der Form eines einfachen Stabes 209 in einem
einzigen Stück ausgeführt ist. Diese Ausführungsform kann sich aus besonderen technischen
Bedingungen ergeben, beispielsweise dann, wenn der Raum zwischen dem Werkzeugträger
und der Oberfläche des Schleifsteines begrenzt ist.
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In diesem Fall ist die dünne, ebene, mit Diamanten versehene Schicht
201 in einem in Längsrichtung liegenden Einschnitt metallisch mit den beiderseitigen
Einschnittwandungen verbunden, und zwar an dem einen Ende des Stabes und auf einem
Teil der Länge desselben. Der Querschnitt eines solchen stabförmigen Werkzeuges
kann rechteckig, quadratisch, rund oder anders sein (vgl. die Fig. 8 und 9). Mit
Rücksicht auf seine Verwendung wird ein solches mit Diamanten versehenes, stabförmiges
Werkzeug in dem Werkzeugträger der Abziehvorrichtung derart eingestellt und befestigt,
daß sich die mit Diamanten versehene Einlage in einer gegenüber der zu behandelnden
Oberfläche schneidenden Stellung befindet. Die Stärke der Seitenflächen an dem wirksamen
Ende des Stabes kann übrigens jederzeit in dem 2-Iaße, in dem sich dieses Ende abnutzt,
verringert werden, wie in Fig. 7 mit den gestrichelten Linien 204 angegeben ist.
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Die Seitenteile dieser mit Diamanten versehenen Platten und Scheiben
haben die Aufgabe, diesen Scheiben und Platten während der Arbeit die notwendige
Festigkeit und Starrheit zu geben; dies ist erforderlich, weil die genannten Platten
und Scheiben infolge des bearbeitenden Hinüberstreichens über die Oberfläche des
Schleifsteines beträchtlichen seitlichen Kräften unterworfen sind. Der gewählte
Werkstoff zur Bildung dieser seitlichen Teile soll also fest sein, um seiner Aufgabe
zu genügen; er wird vorzugsweise Stahl sein.
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Dank dieser Seitenteile ist es möglich, die technische Gestaltung
des Abrichtgeräts so auszuführen, daß eine verhältnismäßig sehr dünne, mit Diamanten
versehene Bettungsschicht, die festliegende Diamantkörner in einer bestimmten Ebene
enthält, praktisch verwendet werden kann.
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Die Stärke der dünnen, ebenen, mit Diamanten versehenen Einbettungsschicht,
die aus einem bekannten Werkstoff hergestellt wird, hängt von der Größe der verwendeten
Diamantkörner ab, die den Eigenschaften des abzuziehenden Schleifsteines entsprechen
soll. Die dünne, mit Diamanten versehene Schicht kann mit Diamantkörnern versehen
werden, die alle in einer einzigen Ebene angeordnet sind. Diese Lösung kann theoretisch
für gewisse, besondere Anwendungsfälle als eine ideale Lösung angesehen werden.
Praktisch würde es aber so sein, daß die in dieser Weise, also in einer einzigen
Ebene, angeordneten Diamantkörner angegriffen und infolge des seitlichen Schiebens
auf dem Schleifstein an ihren beiden Seiten bis zu einem gewissen Punkt gelöst werden;
sie können vorzeitig aus dem Bindemittel heraustreten. Es ist daher vorteilhafter,
daß die dünne, mit Diamanten versehene Schicht wenigstens zwei Diamantkörnerschichten
aufweist, die parallel nebeneinander angeordnet sind; diese Anordnung besitzt einen
viel größeren Abnutzungswiderstand. Zwecks sicherer Verbindung mit den seitlichen
Schutzteilen sowie zwecks einwandfreier Festlegung der Diamantkörner in dem zugehörigen
Bindemittel der mit Diamanten versehenen Schicht wird die Herstellung dieser mit
Diamanten versehenen Platten und Scheiben so ausgeführt, daß die dünne Schicht der
mit Diamanten versehenen, erstarrten Einlage zwischen den Seitenteilen gefrittet
oder gesintert wird oder daß diese außenliegenden Seitenteile angelötet oder auf
sonstige Weise befestigt werden.
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Die äußeren Abmessungen der mit Diamanten versehenen Platten und Scheiben,
wie sie oben beschrieben wurden, sowie ihre geometrische Form und die Wahl der Größe
der Diamantkörner und deren Konzentration in der mit Diamanten versehenen Schicht
können je nach den Erfordernissen der Verwendungsart oder nach den technischen Bedingungen
der auszuführenden Arbeit abgewandelt werden.
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Es wird bemerkt, daß die Anwesenheit der metallischen Seitenteile
auf den mit Diamanten versehenen Platten und Scheiben beim Abziehen der Schleifsteine
nicht stört. Tatsächlich wird am Anfang jedes arbeitenden Vorbeiganges eine dünne,
dem zum Abziehen aufgewendeten Druck entsprechende Schicht durch die Oberfläche
des Schleifsteines abgenommen, bevor dies von den Diamantkörnern berührt wird. Trotzdem
trägt die abgezogene Oberfläche des Schleifsteines keine Spuren oder Krusten des
Metalls.
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Die Verwendung der oben beschriebenen, mit Diamanten versehenen Platten
und Scheiben für das Abziehen von Schleifscheiben bietet mehrere technische und
praktische Vorteile, die mit den bisher bekannten Werkzeugen mit Diamanteinlagen
und Diamantsätzen nicht möglich waren. Der hervorstechendste Vorteil besteht in
der Tatsache, daß es die beschriebenen, den Aufbau betreffenden Merkmale dieser
mit Diamanten versehenen Platten und Scheiben möglich machen, daß die Diamantkörner
der dünnen, ebenen Schicht im Innern von mit der Einlage versehenen und in Schneidstellung
gegenüber dem zu bearbeitenden Schleifstein gestellten Werkzeuge je nach ihrer Körnung
immer die gewünschte Schneidwirkung auf der Oberfläche des Schleifsteins ausüben,
und daß diese Arbeitsbedingungen stetig und gleichmäßig während der ganzen Zeit
und bei jeder Anwendung dieser mit Diamanten versehenen Scheiben bis zur Abnutzung
des mit Diamanten versehenen Teiles aufrechterhalten bleiben.
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Ein sehr bedeutender Vorteil dieser mit Diamanten versehenen Platten
und Scheiben besteht darin, daß sie in gleicher Weise und erfolgreich für das Abziehen
selbst komplizierter Profilschleifscheiben verwendet werden können, die erfordern,
daß die Stärke der mit Diamanten versehenen Schicht genügend dünn gewählt und ausgeführt
werden kann, um der durch diese Arbeit geforderten Genauigkeit zu genügen.