DE112008002175T5

DE112008002175T5 - Neue Verbundwerkstoff-Zusammensetzungen und neue und neuartige Maschinen- und Kontaktwerkzeuge

Info

Publication number: DE112008002175T5
Application number: DE112008002175T
Authority: DE
Inventors: Gregory James Midland Kay
Original assignee: KOMPOSITOOL LLC; KomposiTool Midland LLC
Current assignee: KOMPOSITOOL LLC; KomposiTool Midland LLC
Priority date: 2007-08-15
Filing date: 2008-08-14
Publication date: 2010-08-26
Also published as: WO2009023244A3; WO2009023244A2; US20090047082A1

Abstract

Verbundwerkstoff-Zusammensetzung, wobei die Zusammensetzung umfasst:
i. ein faserverstärktes härtbares Polymer und
ii. wenigstens ein Additivmaterial, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus:
a. Nanodiamant;
b. Buckminster-Fulleren in der Form von
i. Papier, hergestellt aus Kohlenstoffnanoröhren,
ii. Kugeln, hergestellt aus Kohlenstoffnanoröhren;
c. Pechfasern;
d. Pechnanofasern;
e. Polyvinylalkoholfasern;
f. Poly(p-phenylen-terephthalamid), das eine physikalische Form hat, die ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus
i. Folien,
ii. Fasern und
iii. Teilchen, und
g. PAN-Fasern.

Description

Es wird bekanntgegeben, dass ich, Gregory James Kay, Einwohner von City of Midland, County of Midland, Staat Michigan, USA, Staatsbürger der Vereinigten Staaten, eine neue und nützliche Vorrichtung und ein neues und nützliches Verfahren erfunden habe, nämlich
NEUE VERBUNDWERKSTOFF-ZUSAMMENSETZUNGEN UND NEUE UND NEUARTIGE MASCHINEN- UND KONTAKTWERKZEUGE,

deren Beschreibung das Folgende ist.

Diese Anmeldung beansprucht Priorität aus der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 60/964,892, eingereicht am 15. August 2007, und aus der US-Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 12/228,195, eingereicht am 11. August 2008.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf neue und neuartige Verbundwerkstoff-Zusammensetzungen und auf Maschinenwerkzeuge und Kontaktwerkzeuge, zum Beispiel Metallbohrmeißel und Stirnfräser, die daraus hergestellt werden. Die Werkzeuge sind mit einer Verbund(werkstoff)-Struktur ausgestattet, um die Werkzeuge leichter zu machen und dennoch die Festigkeit und die Haltbarkeit des Werkzeugs beizubehalten. Die Neuheit beruht auf der Verwendung von Additiven für bestimmte Faserverbundmaterialien in den Verbundwerkstoffen, die einen Teil des Werkzeugs bilden, speziell Werkzeugstäbe bzw. Werkzeugstangen.
Werkzeugstäbe bzw. Werkzeugstangen zum Einbau in Schneidewerkzeuge, zum Beispiel am gängisten Bohrer- und Räumer-Stäbe bzw. -Stangen, werden lang und dünn hergestellt, um maschinell ein tiefes Loch in einem Werkstück herzustellen.
Lang und dünn sein führt oft zu einem biegsamen Werkzeug, das in der Industrie nicht leicht toleriert wird, da es Produkte minderer Qualität erzeugt. Diese Biegsamkeit und das Fehlen von Steifigkeit beim Werkzeug führt zu einem Flattern, und um dieses Flattern zu verringern, wird die Geschwindigkeit des Bohrwerkzeugs verringert und somit werden die Vorschubgeschwindigkeiten gering, was zu niedrigen Produktionsraten führt. Dieses Problem plagt die Industrie seit langem und es wurden viele Versuche unternommen, um Werkzeuge bereitzustellen, die eine hohe Steifigkeit, eine verminderte Biegsamkeit, eine erhöhte Dämpfung und ein verringertes Gewicht haben.
Es wurden zum Beispiel verschiedene Formen von Schneidewerkzeugen und Werkzeugstäben bzw. Werkzeugstangen zur Verwendung beim Montieren der Schneidewerkzeuge entwickelt. Viele andere Werkzeugstäbe zur Verwendung beim Montieren von Schneidewerkzeugen, die aus Wolframcarbidlegierung und Werkzeugstahl hergestellt sind, die ausgezeichnete Steifigkeits- und Rigiditätscharakteristika haben, wurden in einigen Ländern entwickelt.
Da es allerdings schwierig ist, Sinterhartmetall maschinell zu bearbeiten, gibt es einen Nachteil dahingehend, dass die Herstellungskosten für einen Werkzeugstab, der optimale Leistungsfähigkeit aufweist, sehr hoch werden. Da die natürliche Frequenz eines Bohrer- oder Räumerstabs in Folge der hohen Dichten von Wolframcarbid und Werkzeugstahl niedrig ist, gibt es eine Beschränkung bei der Verbesserung der Schneidegeschwindigkeit des Stabs, um Metall zu entfernen und ein zufriedenstellendes Finish zu schaffen. Ein hohes Gewicht ver ursacht mehrere Probleme, zum Beispiel Flattern, leichte Bedienbarkeit, Freisetzung der Werkzeugstäbe aus dem Halter oder Adapter durch Biegung aufgrund des Gewichts des Stabs bzw. der Stange.
Außerdem werden andere Werkzeuge, zum Beispiel Stirnfräser, so konstruiert, dass sie schwer und haltbar sind, so dass sie eine sehr hohe Abtragsleistung aushalten, und es wäre vorteilhaft, solche Werkzeuge zu haben, die derartige nachteilige Bedingungen, speziell hohe Temperatur, vermeiden könnten oder im Wesentlichen vermeiden könnten.
Faserverstärkte Verbundwerkstoffe haben gegenüber herkömmlichen Materialien in vielen Anwendungen einen Vorteil, und zwar in Folge ihrer günstigen Festigkeit-zu-Gewicht-Verhältnisse, ihrer Korrosionsbeständigkeit und ihrer einzigartigen Spannungskupplungseigenschaften (stress coupling properties).
Bei diesen faserverstärkten Verbundwerkstoffen ist das Herstellungsverfahren wichtig. Der Faserorientierungswinkel in jeder Steifigkeitsschicht wird entlang der Länge der Komponente, intern oder in Kombination, mehrmals geändert. Jedes Mal, wenn der Faserorientierungswinkel verändert wird, wird eine Region hoher Scherung durch die Dämpfungsschicht erzeugt. Indem der Orientierungswinkel, die Dicke, Segmentlängen und Moduli kontrolliert werden, erfolgt eine signifikante Scherung durch die viskoelastische Schicht. Da auch der primäre Belastungsweg durch das Teil in den Verbundwerkstoff-Steifigkeitsschichten ist, behält das Teil hoher Steifigkeit bei.
Es gibt mehrere Patente, die Schneidewerkzeuge betreffen, die aus Werkzeugkörpern unter Verwendung von Verbundwerkstoffen hergestellt werden. Eine derartige Vorrichtung, in der der Körper aus einem Kohlenstofffaserverbundwerkstoff in einem härtbaren Epoxyharz hergestellt wird, kann im US-Patent 6,935,816 gefunden werden, das am 30. August 2005 erteilt wurde, welches hier wegen seiner Lehre über Werkzeugstäbe bzw. Werkzeugstangen und ihre Konstruktion hier aufgenommen wird.
Vom Erfinder der vorliegenden Erfindung wurde entdeckt, dass ein Teil des Werkzeugs mit den neuen Materialien dieser Erfindung konstruiert werden kann, um sein Gewicht zu reduzieren, aber dennoch die wertvollen Eigenschaften wie Festigkeit und geringes Flattern, d. h. wenig oder keine Vibration, beizubehalten. Dies ist speziell in Werkzeugstäben bzw. -stangen wertvoll.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Offenbart und beansprucht wird hierin in einer Ausführungsform eine Verbundwerkstoff-Zusammensetzung, wobei die Zusammensetzung umfasst: ein faserverstärktes härtbares Polymer und wenigstens ein Additivmaterial, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Nanodiamant, Buckminster-Fulleren in der Form von Papier (Buckypapier), hergestellt aus Kohlenstoffnanoröhren, und Kugeln (Buckykugeln), hergestellt aus Kohlenstoffnanoröhren, Pechfasern, Pechnanofasern, Polyvinylalkoholfasern, Poly(p-phenylen-terephthalamid) (Kevlar^®), das eine physikalische Form hat, die ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Folien, Fasern und Teilchen, und PAN-Fasern. Im Rahmen dieser Erfindung wird auch die Verwendung von faserverstärkten härtbaren Polymeren in Betracht gezogen, wobei die Fasern zusätzlich zu solchen, die als Additive in dieser Zusammensetzung verwendet werden, ausgewählt sind aus Kohlenstoff, Poly(p-phenylen-terephthalamid), Polyvinylalkohol, Pechfasern, Pechnanofasern, PAN und dergleichen.
Eine andere Ausführungsform dieser Erfindung ist ein Verbundwerkstoff-Werkzeugkörper, wobei der Verbundwerkstoff-Werkzeugkörper aus einer Zusammensetzung geformt ist, die ein faserverstärktes härtbares Polymer und wenigstens ein Additivmaterial, das aus der oben angegebenen Gruppe ausgewählt ist, umfasst.
In einer anderen Ausführungsform umfasst diese Erfindung einen Hochleistungs-Verbundwerkstoff-Werkzeugstab, wobei der Werkzeugstab einen Verbundwerkstoff-Körper umfasst, der ein erstes Ende und ein zweites Ende hat, wobei das erste Ende geeignet ist, ein Schneidewerkzeug daran montiert zu haben, hat. Das zweite Ende ist geeignet, an einer Antriebsvorrichtung montiert zu werden. Der Verbundwerkstoff-Körper ist aus einem faserverstärkten härtbaren Polymer aufgebaut, das außerdem wenigstens ein Additivmaterial enthält, das aus der oben angegebenen Gruppe ausgewählt ist.
Eine weitere Ausführungsform dieser Erfindung ist die Verwendung eines Nanodiamantmaterials, das an seiner Oberfläche außerdem chemisch modifiziert ist.
Noch eine andere Ausführungsform dieser Erfindung ist ein Werkzeug-Körper, der ein fester Verbundwerkstoff ist.
Eine andere Ausführungsform dieser Erfindung ist ein Verbundwerkstoff-Werkzeugkörper, wobei der Verbundwerkstoff einen zentralen Metallkern hat, der durch ihn läuft.
Noch eine andere Ausführungsform dieser Erfindung ist ein Verbundwerkstoff-Werkzeugkörper dieser Erfindung, der einen hohlen Kern hat, der durch ihn verläuft.
Noch eine andere Ausführungsform dieser Erfindung ist die Verwendung von Werkzeugstäben bzw. -stangen, die quadratische, kegelförmige, kleine radiale Abstufungen bzw. Reduzierungen haben, und von Werkzeugstäben, die Oberflächenstifte haben.
Noch eine andere Ausführungsform dieser Erfindung ist ein Verbundwerkstoff-Werkzeugkörper dieser Erfindung, der eine Metallhülse hat, die ihn ummantelt.
Eine letzte Ausführungsform dieser Erfindung sind Werkzeugstäbe, die entfernbare Köpfe und Endstücke haben, und Dornschäfte, wie sie in der US-Patentanmeldung, Serial Nr. 12/070,971, eingereicht am 22. Februar 2008, beschrieben sind; diese Druckschrift wird hier durch Bezugnahme aufgrund ihrer Lehre über solche Werkzeugstäbe und deren Konstruktion und Herstellung aufgenommen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Gesamtseitenansicht eines Verbundwerkstoffs-Werkzeug-Körpers dieser Erfindung.
2 ist eine Gesamtquerschnittsansicht des Körpers von 1, geschnitten entlang der Linie A-A von 1.
3 ist eine Gesamtseitenansicht eines Hochleistungs-Maschinenwerkzeugs dieser Erfindung, die einen Adapter am zweiten Ende und ein Arbeitswerkzeug am gegenüberliegenden Ende zeigt, das von einer Metallhülse ummantelt ist, wobei das Schneidewerkzeug und der Adapter zur Klarheit von dem Körper getrennt sind.
4 ist eine Gesamtseitenansicht eines Schneidewerkzeugs dieser Erfindung.
5 ist eine Gesamtquerschnittsansicht des Hochleistungs-Maschinenwerkzeugs von 3, geschnitten entlang der Linie B-B, die das Schneidewerkzeug und den Adapter zeigt.
6 ist eine Gesamtquerschnittsansicht des Hochleistungs-Maschinenwerkzeugs von 3, geschnitten entlang der Linie B-B, die auch einen Metallstab im Kern des Körpers zeigt.
7 ist eine Gesamtseitenansicht eines Werkzeugstabs dieser Erfindung, die eine quadratische Abstufungskonfiguration zeigt.
8 ist eine Vollseitenansicht eines Werkzeugstabs dieser Erfindung, die eine kegelförmige Abstufungskonfiguration zeigt.
9 ist eine Gesamtseitenansicht eines mit Stiften versehenen Werkzeugstabs dieser Erfindung.
10 ist eine Gesamtseitenansicht eines Werkzeugstabs dieser Erfindung, die eine Abstufung mit kleinem Radius zeigt.
11 ist eine Gesamtseitenansicht eines Werkzeugstabs dieser Erfindung, die eine kanalisierte Oberfläche zeigt.
12 ist eine Gesamtquerschnittsendansicht des Werkzeugstabs dieser Erfindung, geschnitten entlang Linie 11-11, die eine kanalisierte Konfiguration des Stabs zeigt.
13 ist eine Darstellung der Konfiguration von 12, allerdings einer Achtpunktekonstruktion im Gegensatz zu der Vierpunktekonstruktion von 12.
14 ist eine perspektivische Darstellung einer Endkappe, die über dem Ende des Werkzeugstabs verwendet wird und zur Befestigung eines Schneidekopfes verwendet wird.
15 ist eine Gesamtendansicht eines Stirnfräsers dieser Erfindung, die die Position des Verbundwerkstoffs im Inneren des Stirnfräsers zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Was 1 angeht, welche eine Gesamtseitenansicht eines Verbundwerkstoffs-Körpers 50 dieser Erfindung ist, so ist der gewickelte Verbundwerkstoff 1 ohne Hülse bzw. Ummantelung gezeigt. 2 zeigt eine Gesamtquerschnittsansicht des Körpers 1 von 1, geschnitten entlang der Linie A-A.
Der Verbundwerkstoff ist aus einem faserverstärkten härtbaren Polymer, das ein Nanodiamant-Additivmaterial 10, das unten beschrieben wird, hat, geformt, und gezeigt wird auch ein erstes Ende 2 und ein zweites Ende 3. Im ersten Ende 2 ist ein Mittel 4 zum Montieren eines Schneidewerkzeugs (3, 4 und 5), das aus einer Öffnung 5 besteht, welche sich an das Mittel 4 anpasst. Das Schneidewerkzeug kann durch Kleben in die Öffnung 5 montiert werden oder kann unter Verwendung von Gewinden, Stiften, Schrauben, Bolzen oder dergleichen montiert werden. Das Mittel 4 kann auch durch Außengewinde 6 (in 4 gezeigt), das in das Innengewinde 7 (3, in Durchsicht) im hinteren Ende 8 der Öffnung 5 passt und geschraubt wird, in die Öffnung 5 montiert werden.
Im zweiten Ende 3 ist ein Mittel zum Montieren eines Adapters (Verbindungsende) 9 gezeigt, das verwendet werden kann, um auf ein Antriebsmittel (nicht gezeigt) zum Halten und Antreiben des Montiermittels 4 anzupassen. Wie das erste Ende 2 besteht das zweite Ende 3 aus einer Öffnung 11, die sich an den Adapter 9 anpasst. Der Adapter 9 kann durch Kleben in die Öffnung 11 montiert werden oder kann unter Verwendung von Gewinden, Stiften, Schrauben, Bolzen oder dergleichen montiert werden. Der Adapter 9 kann auch durch Außengewinde 12, das in das Innengewinde 13, das in 3 in Durchsicht gezeigt ist, im hinteren Teil 14 der Öffnung 11 passt und geschraubt wird, in die Öffnung 11 montiert werden.
Was 5 angeht, die eine Gesamtquerschnittsansicht eines Hochleistungs-Maschinenwerkzeugs 15 von 3, geschnitten entlang der Linie B-B, zeigt, angeht, so zeigt sie den Verbundwerkstoff-Körper 10, das Schneidewerkzeug 4 und den Adapter 9. In den 5 und 6 ist auch eine Hülse 16 gezeigt, die den Verbundwerkstoff-Körper 10 bedeckt. Die Hülse 16 kann zu Zwecken dieser Erfindung aus Metall hergestellt sein oder kann aus Verbundmaterialien hergestellt sein kann, wobei das bevorzugte Metall Stahl ist und die bevorzugten Verbundmaterialien faserverstärkte härtbare Materialien sind, die Fasern (oder Stränge) haben, zum Beispiel aus Kohlenstoff, Poly(p-phenylen-terephthalamid), Polyvinylalkohol, Pechfasern, Pechnanofasern, PAN und dergleichen.
Die Hülse bzw. Ummantelung kann an den Verbundwerkstoff-Körper 10 gepresst, befestigt oder geschraubt sein oder kann unter Verwendung von Klebstoffen angeklebt sein, wobei die Klebstoffe dem Fachmann auf dem Gebiet der Werkzeugherstellung gut bekannt sind.
6 ist eine Gesamtquerschnittsansicht des Hochleistungs-Maschinenwerkzeugs 15 von 3, geschnitten entlang der Linie B-B, wobei auch ein Metallstab 17 im Kern 18 des Körpers gezeigt ist. Der Metallstab 17 kann in den Kern 18 gepresst sein oder kann im Kern 18 an den Verbundwerkstoff-Körper geklebt sein, wobei Klebstoffe 20 verwendet werden, die den Fachmann auf diesem Gebiet gut bekannt sind.
Das in dem Verbundwerkstoff dieser Erfindung verwendete Diamantkohlenstoffmaterial und Verfahren zur Herstellung eines solchen Materials können im US-Patent Nr. 5,916,955 , das am 29. Juni 1999 erteilt wurde, und im US-Patent Nr. 5,861,349 , das am 19. Januar 1999 erteilt wurde, von Vereschagin et al., gefunden werden.
Das Material enthält Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff und nicht verbrennbare Verunreinigungen einer Zusammensetzung, die in der Beschreibung davon spezifiziert ist, und das Material wird produziert, indem ein Sauerstoffdefizienter Explosivstoff in einem geschlossenen Volumen in einem gegenüber Kohlenstoff inertem Medium zur Explosion gebracht wird, die Detonationsprodukte mit einer Kühlgeschwindigkeit von 200 bis 600 Grad/Minute gekühlt werden. Der Gegenstand dieser zwei Patente wird aufgrund der Lehre über das Material, seine Herstellung und seine Eigenschaften durch Bezugnahme hier aufgenommen.
Die härtbaren Polymere dieser Erfindung sind solche, die für die Bildung von Verbundwerkstoffen bekannt sind und allgemein verwendet werden. Die bekanntesten sind die Epoxyharze. Zur Herstellung der Verbundwerkstoffe werden Standardverfahren verwendet und solche Verfahren sind dem Fachmann gut bekannt, wobei die Hauptunterschiede in den Additiven, die in dem faserverstärkten härtbaren Polymer eingesetzt werden, liegen. Im Rahmen dieser Erfindung wird in Betracht gezogen, andere bekannte Fasern in Verbindung mit den Additiven dieser Erfindung, wie sie unten angegeben werden, zu verwenden.
„Schneidewerkzeuge” sind für die Zwecke dieser Erfindung solche, die auf dem Fachgebiet als Maschinenwerkzeuge bekannt sind, und umfassen wenigstens Bohrwerkzeuge und Stirnfräser.
Eine Ummantelung bzw. Hülse des Körpers der erfindungsgemäßen Vorrichtung dieser Erfindung und der Kernstab des Körpers dieser Erfindung sind vorzugsweise aus Stahl hergestellt, allerdings wird die Erfindung nicht auf Stahl beschränkt. Es kann ein beliebiges Material, das die erforderliche Steifigkeit hat, verwendet werden, zum Beispiel Wolframcarbidlegierung oder faserverstärkte Verbundwerkstoffe. Im Rahmen dieser Erfindung wird auch in Betracht gezogen, Kunststoffmaterialien zu verwenden, zum Beispiel gießfähige und extrudierbare Urethane und vernetztes Polyethylen und Polypropylen.
Der Körper dieser Erfindung, der den Kernstab enthält, kann auf mehreren verschiedenen Wegen konstruiert werden. Beispielsweise können das Schneidewerkzeug und der Adapter und der Kernstab ein einziges Stück sein oder jedes, das Werkzeug und der Adapter, können unabhängig hergestellt werden und zusammenpassende Gewinde im Kernstab und dem einzelnen Adapter und Werkzeug können zusammengefügt und miteinander verschraubt werden. Danach kann der Verbundwerkstoff-Körper angefügt und gehärtet werden.
In einer anderen Ausführungsform kann der Verbundwerkstoff-Körper um einen Dorn oder einen falschen Kern hergestellt werden. Nach dem Härten kann der falsche Kern entfernt werden und danach kann der Kernstab in die durch den falschen Kern belassene Öffnung eingesetzt werden. Danach können der Adapter und das Werkzeugende in den Körper und an den Metallstab montiert werden. Die Verwendung eines falschen Kerns ist das beste Verfahren, wenn der Verbundwerkstoff aus einem Film oder einem Band besteht.
Auf dem Fachgebiet ist bekannt, den Kernstab an den Verbundwerkstoff-Körper zu kleben und dies ist hier der Fall. In Abhängigkeit von den Materialtypen, die verwendet werden, kön nen gelegentlich Klebstoffe verwendet werden, um den Kernstab und den Verbundwerkstoff-Körper aneinander zu kleben.
Typischerweise besteht das allgemeine Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoff enthaltenden Bohrwerkzeug-Stabs darin, die Faser und das Epoxyharz um den Mittelkern zu spinnen, bis der Außendurchmesser des Bohrstabs erreicht ist. In der vorliegenden Erfindung wird die Faser, die mit dem Epoxyharz beschichtet ist, durch ein Epoxyharz, das die Additive enthält, gezogen und die Additive haften an der Faser, wenn sie durchgezogen wird. Danach wird die so behandelte Faser mit den daran haftenden Additivmaterialien um den Werkzeugstab gesponnen, um eine Bewicklung zu bilden, die später gehärtet wird. Auf diese Weise kann der Winkel der Faser von einem Null-Grad-Winkel zu einem 90-Grad-Winkel verändert werden. Null Grad bedeutet für die Zwecke dieses Verfahrens, dass die Faser entlang der Längsachse des Werkzeugstabs gelegt wird. Zu Zwecken dieser Erfindung bedeutet 90 Grad senkrecht zu der Längsachse des Werkzeugstabs.
Werkzeugstäbe aus Stahl und anderen Metallen sowie bestimmten Kunststoffen werden als Basis für das Endprodukt verwendet. In den Figuren können einige Konfigurationen zur Verstärkung der Klebefestigkeit und zur Verringerung der Vibration in den Stäben gefunden werden.
ZUSAMMENFASSUNG
Verbundwerkstoff-Zusammensetzungen und Maschinenwerkzeuge und Kontaktwerkzeuge, zum Beispiel Metallbohrmeißel und Stirnfräser, die daraus hergestellt werden. Die Werkzeuge sind mit einer Verbund(werkstoff)-Struktur ausgestattet, um die Werkzeuge leichter zu machen und dennoch die Festigkeit und die Haltbarkeit des Werkzeugs beizubehalten. Die Neuheit beruht auf der Verwendung von Additiven für bestimmte Faserverbundmaterialien in den Verbundwerkstoffen, die einen Teil des Werkzeugs bilden, speziell Werkzeugstäbe bzw. Werkzeugstangen.
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

- US 6935816 [0011]
- US 5916955 [0044]
- US 5861349 [0044]

Claims

Verbundwerkstoff-Zusammensetzung, wobei die Zusammensetzung umfasst: i. ein faserverstärktes härtbares Polymer und ii. wenigstens ein Additivmaterial, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus: a. Nanodiamant; b. Buckminster-Fulleren in der Form von i. Papier, hergestellt aus Kohlenstoffnanoröhren, ii. Kugeln, hergestellt aus Kohlenstoffnanoröhren; c. Pechfasern; d. Pechnanofasern; e. Polyvinylalkoholfasern; f. Poly(p-phenylen-terephthalamid), das eine physikalische Form hat, die ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus i. Folien, ii. Fasern und iii. Teilchen, und g. PAN-Fasern.
Verbundwerkstoff-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Faser für das faserverstärkte härtbare Polymer Kohlenstofffaser ist und das Additivmaterial Nanodiamant ist.
Verbundwerkstoff-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Faser für das faserverstärkte härtbare Polymer Buckminster-Fulleren ist und das Additivmaterial Nanodiamant ist.
Verbundwerkstoff-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Faser für das faserverstärkte härtbare Polymer Pechfasern sind und das Additivmaterial Nanodiamant ist.
Verbundwerkstoff-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Faser für das faserverstärkte hartbare Polymer Pechnanofasern sind und das Additivmaterial Nanodiamant ist.
Verbundwerkstoff-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Faser für das faserverstärkte härtbare Polymer Poly(p-phenylen-terephthalamid) ist und das Additivmaterial Nanodiamant ist.
Verbundwerkstoff-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Faser für das faserverstärkte härtbare Polymer Polyvinylalkohol ist und das Additivmaterial Nanodiamant ist.
Verbundwerkstoff-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Faser für das faserverstärkte härtbare Polymer Kohlenstoff ist und das Additivmaterial Buckminster-Fulleren ist.
Verbundwerkstoff-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Faser für das faserverstärkte härtbare Polymer Kohlenstoff ist und das Additivmaterial Buckminster-Fulleren ist.
Verbundwerkstoff-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Faser für das faserverstärkte härtbare Polymer Kohlenstoff ist und das Additivmaterial Pechfasern sind.
Verbundwerkstoff-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Faser für das faserverstärkte härtbare Polymer Kohlenstoff ist und das Additivmaterial Pechnanofasern sind.
Verbundwerkstoff-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Faser für das faserverstärkte härtbare Polymer Kohlenstoff ist und das Additivmaterial Polyvinylalkohol ist.
Verbundwerkstoff-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Faser für das faserverstärkte härtbare Polymer Kohlenstoff ist und das Additivmaterial Poly(p-phenylen-terephthalamid) ist.
Verbundwerkstoff-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Faser für das faserverstärkte härtbare Polymer Kohlenstoff ist und das Additivmaterial PAN-Fasern sind.
Verbundwerkstoff-Werkzeugkörper, wobei der Verbundwerkstoff-Werkzeugkörper aus einer Zusammensetzung geformt ist, die umfasst: i. ein faserverstärktes härtbares Polymer und ii. wenigstens ein Additivmaterial, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus: a. Nanodiamant; b. Buckminster-Fulleren in der Form von i. Papier, hergestellt aus Kohlenstoffnanoröhren, ii. Kugeln, hergestellt aus Kohlenstoffnanoröhren; c. Pechfasern; d. Pechnanofasern; e. Polyvinylalkoholfasern; f. Poly(p-phenylen-terephthalamid), das eine physikalische Form hat, die ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus i. Folien, ii. Fasern und iii. Teilchen, und g. PAN-Fasern.
Hochleistungs-Verbundwerkstoff-Werkzeugstab, wobei der Werkzeugstab umfasst: i. einen Verbundwerkstoff-Körper, der ein erstes Ende und ein zweites Ende hat, wobei das erste Ende geeignet ist, ein Schneidewerkzeug daran montiert zu haben; wobei das zweite Ende geeignet ist, an eine Antriebsvorrichtung montiert zu werden, wobei der Verbundwerkstoff-Körper aus einem faserverstärkten härtbaren Polymer konstruiert ist, das außerdem wenigstens ein Additivmaterial enthält, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus: a. Nanodiamant; b. Buckminster-Fulleren in der Form von i. Papier, hergestellt aus Kohlenstoffnanoröhren, ii. Kugeln, hergestellt aus Kohlenstoffnanoröhren; c. Pechfasern; d. Pechnanofasern; e. Polyvinylalkoholfasern; f. Poly(p-phenylen-terephthalamid), das eine physikalische Form hat, die ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus i. Folien, ii. Fasern und iii. Teilchen, und g. PAN-Fasern.
Maschinenwerkzeug und Verbundwerkstoff nach Anspruch 1 in Kombination.
Kontaktwerkzeug und Verbundwerkstoff nach Anspruch 1 in Kombination.
Hochleistungs-Verbundwerkstoff-Werkzeugstab nach Anspruch 16, wobei das härtbare Polymer ein Epoxyharz ist.
Hochleistungs-Verbundwerkstoff-Werkzeugstab nach Anspruch 16, wobei das Nanodiamantmaterial außerdem chemisch modifiziert ist.
Hochleistungs-Verbundwerkstoff-Werkzeugstab nach Anspruch 16, wobei in dem Verbundwerkstoff zusätzlich (Kevlar-)Fasern vorhanden sind.
Hochleistungs-Verbundwerkstoff-Werkzeugstab nach Anspruch 16, wobei der Körper ein fester Verbundwerkstoff ist.
Hochleistungs-Verbundwerkstoff-Werkzeugstab nach Anspruch 16, wobei der Körper einen zentralen Metallkern darin hat.
Hochleistungs-Verbundwerkstoff-Werkzeugstab nach Anspruch 16, wobei das zweite Ende, das geeignet ist, an eine Antriebsvorrichtung montiert zu werden, unter Verwendung eines Adapters montiert ist.
Hochleistungs-Verbundwerkstoff-Werkzeugstab nach Anspruch 16, wobei die äußere Oberfläche des Verbundwerkstoffs von einer Metallhülse ummantelt ist.
Hochleistungs-Verbundwerkstoff-Werkzeugstab nach Anspruch 25, wobei die Metallhülse Stahl ist.
Hochleistungs-Verbundwerkstoff-Werkzeugstab nach Anspruch 16, wobei die äußere Oberfläche des Verbundwerkstoffs von einem Verbundwerkstoff ummantelt ist.
Nanodiamant-verstärkter Verbundwerkstoff-Körper, der ein erstes Ende und ein zweites Ende hat, wobei das erste Ende geeignet ist, ein Schneidewerkzeug daran montiert zu haben; wobei das zweite Ende geeignet ist, an einer Antriebsvorrichtung montiert zu werden, wobei der Nanodiamant-Werkstoff aufgebaut ist aus i) einem Diamant-Kohlenstoffmaterial, das Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff und nicht verbrennbare Verunreinigungen enthält, und wobei das Diamant-Kohlenstoffmaterial wenigstens eine Gruppe enthält, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Methylgruppen, Carboxylgruppen, Lactongruppen, Aldehydgruppen, Ethergruppen, Chinongruppen und Kombinationen davon, und wobei der Verbundwerkstoff außerdem ii) ein härtbares Polymer enthält.