DE202009018168U1

DE202009018168U1 - Grinding and milling tool with a polycrystalline diamond composite for natural and artificial stone

Info

Publication number: DE202009018168U1
Application number: DE202009018168U
Authority: DE
Original assignee: BIGU TERRAZZO GmbH
Current assignee: Bigu Terrazzo Boeden De GmbH
Priority date: 2009-02-10
Filing date: 2009-02-10
Publication date: 2011-04-21
Anticipated expiration: 2019-02-11
Also published as: DE102009008261A1

Abstract

Ein materialabtragendes Schleif- und/oder Fräswerkzeug zur Bearbeitung von Böden und Flächen aus Natur- und Kunststeinböden, Böden aus Beton, Zement, Magnesit, Anhydrit, Epoxid und anderen Harzen und aus Bitumen o. ä. sowie ein Werkzeug zur Entfernung von Rückständen von Parkett- und Teppichklebstoffen und zur Untergrundvorbereitung von Böden und Flächen und zum Nivellieren von Bodenunebenheiten, gekennzeichnet durch ein geschnittenes Zylindersegment bestehend aus einem polykristallinen Diamant-Schneidstoffkörper, welcher im Sinterverfahren auf Hartmetall oder Hartmetalllegierungen als Verbundwerkstoff hergestellt wurde, bekannt als PCD Composite/Compact/Blank oder PDC Cutter.A material-removing grinding and / or milling tool for processing floors and surfaces made of natural and artificial stone floors, floors made of concrete, cement, magnesite, anhydrite, epoxy and other resins and bitumen or similar, as well as a tool for removing residues from parquet and carpet adhesives and for the substrate preparation of floors and surfaces and for leveling uneven floors, characterized by a cut cylinder segment consisting of a polycrystalline diamond cutting body, which was produced by sintering on cemented carbide or hard metal alloys as a composite material, known as PCD Composite / Compact / Blank or PDC cutter.

Description

Stand der Technik:State of the art:

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 Lötverbindungen an einem Aufnahmeträger befestigt, welcher ebenfalls durch Lötverbindungen am Werkzeugträger befestigt ist. Bedarfsgerecht wird die Zuhilfenahme eines Stützkörpers aus Hartmetall benannt. Mit diesem Verfahren ist es möglich „weichplastische” Materialien gegenüber den herkömmlich gesinterten Diamantwerkzeugen zu schleifen, da diese nicht verkleben, da hier durch das PKD-Element ein Zerspannungsvorgang gegenüber den bisherigen Vorgang des Mahlens entsteht. Dieses Werkzeug führt bei „weichplastischen” Oberflächen zu guten Zerspannungsleistungen, aber auch zur sehr schnellen Zerstörung des PKD-Elements bei härteren Materialien bzw. beim Eindringen in eine härtere Schicht. Schon stärke Vibrationen der Schleifmaschine führen zum Bruch bzw. absplittern des PKD-Elements. Im Metallbau werden zum zerspannen auch PKD-Schneiden auf einem Werkzeugträger aufgeschraubt, um Metalle, GFK und ähnliches zu zerspannen.With the utility model DE 202 20969 U1 For the first time, a PCD element (polycrystalline diamond) was presented by HTC Sweden AB for the tillage of artificial and natural stone. The thin PCD elements are fastened by means of solder joints on a receiving carrier, which is also secured by solder joints on the tool carrier. As required, the use of a support body made of carbide is named. With this method, it is possible to grind "soft plastic" materials compared to the conventionally sintered diamond tools, as these do not stick together, as here by the PCD element a Zerspannungsvorgang compared to the previous process of milling arises. For "soft plastic" surfaces, this tool achieves good cutting performance, but also for the very rapid destruction of the PCD element with harder materials or when penetrating into a harder layer. Even stronger vibrations of the grinding machine lead to breakage or splintering of the PCD element. In metal construction, PCD cutting edges are also screwed onto a tool carrier to cut metals, GRP and the like.

Mit dem Europäischen Patent EP 1844900 B1 wird ein Werkzeug für Handmaschinen zur Bearbeitung von Natur- und Kunststein vorgestellt. Im Punkt [004] wird im Stand der Technik ein unterschiedlicher Anpressdruck gegenüber Bodenschleifgeräte festgestellt. Das im Punkt [0008] benannten Patents EP1321233 ist ein europäisches Patent mit der Anspruchspriorität des Gebrauchsmusters DE20120137 , sowie der geänderten Gebrauchsmusterschrift DE 20220969 , wodurch der Anspruch des Schleifwerkzeuges durch das Wort Werkzeugtragelement geändert wurde.With the European patent EP 1844900 B1 A tool for hand machines for processing natural and artificial stone is presented. In point [004], a different contact pressure compared to floor sanding devices is found in the prior art. The patent mentioned in point [0008] EP1321233 is a European patent with the claim priority of the utility model DE20120137 , as well as the amended utility model DE 20220969 , whereby the claim of the grinding tool was changed by the word tool carrying element.

Beansprucht wird ein Schleifwerkzeug für Handmaschinen zur Bearbeitung von vertikalen Flächen (insbesondere Wandflächen). Der PKD Schneidstoff ist auf einem Tragekörper aus Hartmetall befestigt. Tragekörper, auch als Stützkörper im technischen Sinne bezeichnet (engl. supporting body), sind vorwiegend lösbare Verbindungen. Eine solche Verbindung ist als PCD Insert/PKD Einsatz bekannt bei Dreh/Stechmeiseln aus Hartmetall. Im Anspruch 5 heißt es „des stirnseitigen PKD-Abschnitts” Die vorgestellte Form ist aussagekräftig, da ein Stützkörper vorwiegend die Form des Körpers annimmt, welchen er stützen soll.Claimed is a grinding tool for manual machines for processing vertical surfaces (in particular wall surfaces). The PCD cutting material is mounted on a support body made of tungsten carbide. Carrying bodies, also referred to as supporting bodies in the technical sense ("supporting body"), are predominantly detachable connections. Such a compound is known as PCD insert / PCD insert in turning / Stechmeiseln made of carbide. In claim 5 it says "the frontal PCD section" The presented form is meaningful, since a support body predominantly assumes the shape of the body, which it is intended to support.

Die in der Gebrauchsmusterschrift DE 20120137 veröffentlichte Offenbarung, entspricht dem Europäischen Patent EP 1321233 und der DE 20220969 .The in the utility model DE 20120137 published disclosure, corresponds to the European patent EP 1321233 and the DE 20220969 ,

In der Gebrauchsmusterschrift DE 20120137 wird das PKD-Element als polykristalliner Diamant definiert. In der Gebrauchsmusterschrift wird die Erfindung damit gelöst, das die Bearbeitungswerkzeuge aus PKD-Elementen (Polykristallinen Diamant) bestehen, welche in Aufnahmetaschen aufgenommen und befestigt sind. Alternativ werden Möglichkeiten aufgezeigt, das die Hartmetalloberfläche mit polykristallinen Diamant abgesintert/beschichtet ist oder Teilstücke vom PKD bzw. geometrische Formen in einer geeigneten Metallmatrix eingebunden sind. Als Mögliche Formen wurden Rechtecke und Quadrate, also zweidimensionale Körper bezeichnet.In the utility model DE 20120137 the PCD element is defined as polycrystalline diamond. In the Utility Model, the invention is achieved in that the machining tools consist of PCD elements (polycrystalline diamond), which are received and secured in receiving pockets. Alternatively, possibilities are shown that the hard metal surface is sintered / coated with polycrystalline diamond or parts of the PCD or geometric shapes are embedded in a suitable metal matrix. Possible shapes were rectangles and squares, two-dimensional bodies.

In der Gebrauchsmusterabzweigung zum Europäischen Patent EP 1321233 wurde unter [0011] weiterhin eine zweidimensionale Grundform der PKD Elemente ausgeführt. Unter [008] ist klar definiert das die eingesetzten Elemente/Segmente aus PKD bestehen oder Hartmetallplatten mit polykristallinen Diamant beschichtet sind.In the utility model branch to the European patent EP 1321233 Furthermore, a two-dimensional basic form of the PKD elements was carried out under [0011]. Under [008] it is clearly defined that the elements / segments used consist of PCD or hard metal plates are coated with polycrystalline diamond.

In der Gebrauchsmusterschrift DE 20220969 offenbarte Neuauflage hat keinen wesentlichen Einfluss auf die verwendeten PKD-Elemente. Insbesondere die vorgestellte Aufnahmevorrichtung ist nur darauf ausgelegt zweidimensionale Körper aufzunehmen.In the utility model DE 20220969 revealed new edition has no significant impact on the used PCD elements. In particular, the presented recording device is only designed to accommodate two-dimensional body.

Mit der Gebrauchsmusterschrift DE202008015415 wird unter dem Punkt [005] das eigene Patent EP1321233 benannt und unter Punkt [006] zur Aufgabe gestellt, ein Schleifelement zu entwickeln, das die zu Schleifbeginn angelegten Kräfte verringert und seine optimale Schleifleistung rascher zu erreichen.With the utility model DE202008015415 becomes the own patent under the point [005] EP1321233 named and under point [006] to the task of developing a grinding element, which reduces the forces applied to the beginning of grinding and to achieve its optimum grinding performance faster.

Bisherige Schleifwerkzeuge arbeiten auf dem Prinzip der Wirkung des Schleifwerkzeuges, welche bedingt durch das zu bearbeitende Material und dem Leistungsprinzip der eingesetzten Bodenschleifmaschine besteht. Mit der Gebrauchsmusterschrift DE 29824804 wurde ein pilzkopfartiges Werkzeugtragelement mit PKD Segmenten mit einem negativen Spanwinkel zur Drehrichtung vorgestellt. Der Erfinder selbst erkannte, dass bei diesem Werkzeug eine Unwucht vermieden werden muss, da ansonsten die Zerstörung der Maschine unvermeidbar ist. Da sich rotierende Bodenschleifmaschinen mit einem derartigen Fräskopf nicht führen lassen, ergibt sich aus dem Patent kein verwertbarer Stand. Die Werkzeugform ist an einem Holzfräser angelehnt, welcher sozusagen dreidimensionale Verzierungen an Holzwerkstoffen vornimmt.Previous grinding tools work on the principle of the effect of the grinding tool, which is due to the material to be machined and the performance principle of the floor grinding machine used. With the utility model DE 29824804 a mushroom-type tool support element with PCD segments with a negative rake angle to the direction of rotation was presented. The inventor himself realized that with this tool an imbalance must be avoided, otherwise the destruction of the machine is unavoidable. Since rotating floor grinding machines can not be guided with such a milling head, the patent does not result in a usable stand. The tool mold is based on a wood milling cutter, which makes three-dimensional ornaments on wooden materials, so to speak.

Im internationalen Patent DE112006002143 wurde eine alternative Lösung eines PKD Insert (engl. PCD Insert) vorgestellt. Diese erkennt man an den Abbildungen 5B und 5C.In the international patent DE112006002143 became an alternative solution of a PKD insert (English PCD insert) presented. These can be recognized by the illustrations 5B and 5C ,

Mit der Europäischen Patentschrift DE69333029 wurde ein PDC Einsatz mit einem sphärischen Ende beansprucht. Hier wurde zum Stand der Technik zum Ausdruck gebracht, dass es für Bohrmeißel für Tiefenbohrung üblich ist, Schneidelemente zu verwenden, die an einem ihrer Enden einen polykristallienen Diamantpresskörper aufweisen, welcher als PDC-Polycristalliner Diamond Compact hergestellt wurde. Die übliche Form ist zylinderartig und der Anspruch des Patents beruht auf einen bolzenartigen PDC Cutter für Bohrmeißel.With the European patent specification DE69333029 a PDC insert with a spherical end was claimed. Here, it has been expressed in the prior art that it is common for deep hole drills to use cutting elements having at one of their ends a polycrystalline diamond compact made as a PDC Polycristalline Diamond Compact. The usual shape is cylindrical and the claim of the patent is based on a bolt-type PDC cutter for drill bits.

Das US Patent 7462003 vom 08.03.2005 stellt im Stand der Technik fest, das ein PKD Schneidstoff aus einer dünnen Schneidschicht aus PKD bestehen, welche durch ein chemisches Technikverfahren (in engl. CVD Technique) oder ein physikalisches Technikverfahren (in engl. PVD Technique) an Hartmetall gebunden werden. Diese Verbindung ist nicht stabil, insbesondere bei der notwendigen Löttechnik und insbesondere auch der Schlagfestigkeit. Im Patent wird der Anspruch auf einen PCD Composite Compact beansprucht, da im Verfahren ein sortenreiner PKD-Körper mit einer Zwischenschicht aus einem verbindenden Material bestehend aus einem Metallsubstrat und einem Anteil aus PKD-Granulat auf einem Hartmetallkörper aufgepresst wird. Dadurch wird eine thermisch höhere Stabilität der Verbindung erzeugt, sowie eine höhere Härte, Zähigkeit und Stärke.The U.S. Patent 7462003 dated 08.03.2005 states in the prior art that a PCD cutting material consists of a thin cutting layer of PCD, which are bonded by a chemical engineering process (in English CVD Technique) or a physical engineering process (in English PVD Technique) to tungsten carbide , This compound is not stable, especially in the necessary soldering and in particular the impact resistance. The patent claims the claim to a PCD Composite Compact, as in the process a varietal PCD body with an intermediate layer of a connecting material consisting of a metal substrate and a portion of PCD granules is pressed onto a hard metal body. As a result, a thermally higher stability of the compound is produced, as well as a higher hardness, toughness and strength.

Das Europäische Patent DE69824524 beschreibt den Stand der Technik unter [003] dass die PKD Schleifpresslinge an ein Hartmetallsubstrat gebunden werden, welche als Verbundpresslinge bezeichnet werden. Diesem Stand der Technik entsprechen die verschiedenen Patente mit dem Anspruch, dass ein PKD-Körper auf Hartmetall aufgesintert wird. Weiterhin wird unter [003] die Alternative kurz benannt, den Verbundpressling an einem Hartmetallbolzen zu produzieren, sozusagen im Herstellungsprozess. In [0016] wird der Schneidstoff PDC aus einer Verbindung mit Wolframkarbid (engl. Tungsten Carbide) und PKD (engl. PCD) definiert. Der Wolframkarbidkörper besitzt Vorsprünge (d. h. eine optische Rillenstruktur oder andere Strukturierungen). [0019] beschreibt die Herstellung durch das aufpressen von ungesinterten Diamantpartikel auf einem Wolframkarbidkörper. [0021] beschreibt ein optisches Merkmal der Verankerung im Querschnittsmodell.The European patent DE69824524 describes the state of the art under [003] that the PCD abrasive compacts are bonded to a cemented carbide substrate, referred to as composite compacts. This prior art corresponds to the various patents with the claim that a PCD body is sintered on hard metal. Furthermore, under [003], the alternative is named shortly to produce the composite compact on a hard metal bolt, as it were in the manufacturing process. In Fig. 10, the cutting material PDC is defined from a compound of tungsten carbide (Tungsten Carbide) and PCD (PCD). The tungsten carbide body has protrusions (ie, an optical groove structure or other structures). Describes the preparation by the pressing of unsintered diamond particles on a tungsten carbide body. [0021] describes an optical feature of anchoring in the cross-sectional model.

Das Patent DE69428452 beschreibt eine Steuerung eines Bohrmeißels mit PDC Cutter Bestückung. Das Patent EP0676001 beschreibt einen Bohrmeißel mit PDC Cuttern.The patent DE69428452 describes a control of a drill bit with PDC cutter assembly. The patent EP0676001 describes a drill bit with PDC cutters.

Begriffserklärung:Definition:

PKDPKD

Polykristalliner Diamant (PKD, engl. PCD) ist eine synthetisch hergestellte, extrem harte, untereinander verwachsene Masse von Diamantpartikeln mit Zufallsorientierung in einer Metallmatrix. Es wird durch Zusammensintern von ausgewählten Diamantpartikeln bei hohem Druck und hohen Temperaturen hergestellt. Der Sinterprozess wird streng innerhalb des stabilen Bereichs von Diamant kontrolliert, und dabei entsteht eine extrem harte und verschleißfeste Struktur. PKD kommt zum Einsatz als Schneidstoff in Zerspanungswerkzeugen der Holz-, Kunststoff- und Nichteisenmetall-Bearbeitung. Die hohe Affinität des Eisens zum Kohlenstoff des Diamanten lässt nur in seltenen Fällen eine wirtschaftliche Bearbeitung von Stahl zu. Der Kohlenstoff aus dem Diamanten diffundiert mit zunehmender Temperatur in den Stahl, womit die Standzeit des Werkzeugs stark begrenzt ist. PKD können als Produkt des HPHT-Verfahren (Hochdruck-Hochtemperatursynthese) in einem späteren Arbeitsgang auf Hartmetall aufgesintert (z. B. PCD Inserts) werden oder durch ein Halbfertigprodukt im weiteren Produktionsprozess als Erzeugnis durch ein Hochdruck-Flüssigphasensintern hergestellt werden (engl. Bezeichnungen PCD Composite/Compact/Blank).Polycrystalline diamond (PCD) is a synthetically produced, extremely hard intergrown mass of diamond particles with random orientation in a metal matrix. It is made by sintering selected diamond particles together at high pressure and high temperatures. The sintering process is strictly controlled within the stable range of diamond, resulting in an extremely hard and wear-resistant structure. PCD is used as a cutting material in cutting tools for wood, plastic and non-ferrous metal machining. The high affinity of iron for the carbon of diamonds allows only in rare cases an economical processing of steel. The carbon from the diamond diffuses with increasing temperature in the steel, whereby the tool life is severely limited. PCDs can be sintered onto cemented carbide (eg PCD inserts) as a product of the HPHT process (high-pressure high-temperature synthesis) or produced by a semi-finished product in the further production process as a product by high pressure liquid phase sintering (PCD designations) composite / Compact / Blank).

Das aus dem Sintervorgang hervorgehende Produkt ist ein Schichtverbundwerkstoff aus einer polykristallinen Diamantmatrix auf einem Hartmetallgrundkörper getrennt durch eine cobaltangereicherte Grenzschicht. Beim ersten Herstellungsverfahren wird von einer lösbaren Verbindung ausgegangen und bei der Herstellung von PCD Composite/Compact/Blank ist die Lösung von Hartmetall nicht mehr zerstörungsfrei lösbar. Eine weitere technische Lösung besteht durch eine dünnschichtigen Beschichtung eines Hartmetall mit PKD.The product resulting from the sintering process is a layer composite of a polycrystalline diamond matrix on a hard metal base body separated by a cobalt-enriched boundary layer. In the first manufacturing process, a detachable connection is assumed, and in the production of PCD Composite / Compact / Blank, the solution of hard metal can no longer be removed without destroying it. Another technical solution consists of a thin-layer coating of carbide with PCD.

PKD ist ein Halbzeug und ein PCD Composite oder PCD Compact oder PCD Blank ist ein Erzeugnis. PCD Composite, PCD Compact und PCD Blank sind Verbundwerkstoffe.PCD is a semi-finished product and a PCD Composite or PCD Compact or PCD Blank is a product. PCD Composite, PCD Compact and PCD Blank are composite materials.

PDC CutterPDC cutter

Polykristalliner Diamond Compact (engl. PDC/PDC Cutter) ist eine nach den Anwendungszweck für Erdbohrungen hergestellter zylindrischer (nach aktuellen Stand) Grundkörper aus Wolframkarbid (engl. Tungsten Carbide) mit einer dünnen Schicht aus qualitativ hochwertigen polykristallinen Diamantpartikeln (PKD, engl. PCD) und/oder Hartmetallpartikel (engl. Cemented Carbide). Die Pressung unter Hitze (sintern) erfolgt durch die Mischung aus polykristallinen Diamantpartikel und/oder Hartmetallpartikeln auf einen Wolframkarbidkörper, welcher an der zu pressenden Oberfläche eine nicht ebene Oberfläche besitzt. Die sogenannte Verzahnung aufgrund der nicht glatten Oberfläche verleiht dern PDC Cutter eine bessere Spannungsverteilung beim Einsatz. Dadurch werden die Schlagfestigkeit und damit die Zuverlässigkeit gegen Zerstörung erhöht.Polycrystalline Diamond Compact (PDC / PDC Cutter) is a cylindrical (as it stands) tungsten carbide (Tungsten Carbide) base with a thin layer of high-quality polycrystalline diamond particles (PCD). and / or hard metal particles (English Cemented Carbide). The pressing under heat (sintering) takes place by the mixture of polycrystalline diamond particles and / or hard metal particles on a tungsten carbide body, which has a non-planar surface on the surface to be pressed. The so-called gearing due to the non-smooth surface gives the PDC cutter a better stress distribution during use. This increases the impact resistance and thus the reliability against destruction.

Als Pressverfahren wird Hochdruck-Flüssigphasensintern verwendet, welche sich durch eine längere Hochdruck-Hochtemperatursynthese auszeichnet. Es werden vorwiegend nur grobe Körnungen verwendet, welche in der Körnungsgröße von 28–100 Mikron auszeichnet.The pressing method used is high-pressure liquid-phase sintering, which is characterized by a longer high-pressure high-temperature synthesis. It is mainly used only coarse grains, which is characterized in the grain size of 28-100 microns.

Die Herstellung von PDC Cuttern unterscheidet sich in der Art der Pressung, der verwendeten höherwertigeren, reineren und gröberen Diamant-Substrate und der weit aus höheren Erhitzung während des Pressvorgangs. Hierfür wird ein Wolframcarbidekörper verwendet.The production of PDC cutters differs in the type of pressing, the higher grade, purer and coarser diamond substrates used and the far higher heating during the pressing process. For this purpose, a tungsten carbide body is used.

Die Form des Zylinders ist aufgrund des eigentlichen Anwendungszweckes als Insert für Bohrmeißel und auch durch das Herstellungsverfahren gegeben. Andere Formen sind vorstellbar. PDC Cutter sind eigens für Erdöl-/Erdgasbohrmeißel hergestellte Sonderformen eines Werkzeuges, um insbesondere hartes Gestein durch spannende Zerstörung zu durchdringen, die Motoren zu entlasten und lange Standzeiten auch bei nicht vorhersehbaren Werkzeugerhitzungen zu erreichen. Die Verbindung zum Hartmetall erfolgt während des Herstellungsverfahrens eines PDC Cutters.The shape of the cylinder is due to the actual application as an insert for drill bit and also given by the manufacturing process. Other forms are conceivable. PDC cutters are special tools specially made for petroleum / natural gas drill bits, in particular to penetrate hard rock by exciting destruction, to relieve the load on the engines and to achieve long service life even in the event of unforeseen tool heating. The connection to the carbide occurs during the manufacturing process of a PDC cutter.

Über diesen Produktionsprozess erreichen PDC Cutter ihre Eigenschaften aus Härte, Abrieb und Widerstand. PDC Cutter sind ein Erzeugnis.Through this production process, PDC cutters achieve their properties of hardness, abrasion and resistance. PDC cutters are a product.

Wolframcarbide:Tungsten Carbide:

Wolframcarbid ist eine nichtoxidische Keramik bzw. eine intermediäre Kristallphase. Diese wird aus den chemischen Elementen Wolfram und Kohlenstoff gebildet. Es handelt sich um Einlagerungsmischkristalle. Dabei lagern sich durch Aufkohlen Kohlenstoffatome zwischen die Gitterplätze des Wolframs ein. Die Reaktion verläuft über W₂C zu WC. Wolframcarbid entsteht auch durch Reduktion von Wolframoxiden mit Kohlenstoff.Tungsten carbide is a non-oxide ceramic or an intermediate crystal phase. This is formed from the chemical elements tungsten and carbon. These are intercalated crystals. By carburizing, carbon atoms are interposed between the lattice sites of tungsten. The reaction proceeds via W ₂ C to WC. Tungsten carbide is also formed by reducing tungsten oxides with carbon.

Hartmetall:Hard metal:

Unter Hartmetallen versteht man gesinterte Carbidhartmetalle. Kennzeichnend für die Hartmetalle sind sehr hohe Härte, Verschleißfestigkeit und besonders die hohe Warmhärte. Sie finden daher eine ausgedehnte Anwendung in der Bestückung von Werkzeugen und Teilen für die Zerspanung, spanlose Formgebung und bei reibendem Verschleiß. Hartmetall gehört den Verbundwerkstoffen an.By hard metals is meant sintered Carbidhartmetalle. Characteristic of the hard metals are very high hardness, wear resistance and especially the high hot hardness. You will therefore find an extensive application in the assembly of tools and parts for machining, chipless shaping and rubbing wear. Carbide belongs to the composites.

Hartmetall besteht meistens aus 90–94% Wolframcarbid (Verstärkungsphase) und 6–10% Cobalt (Matrix, Bindemittel, Zähigkeitskomponente). Die Wolframcarbidkörner sind durchschnittlich ca. 0,5–1 Mikrometer groß. Das Kobalt füllt die Zwischenräume.Carbide is usually 90-94% tungsten carbide (reinforcement phase) and 6-10% cobalt (matrix, binder, toughness component). The tungsten carbide grains are on average about 0.5-1 microns in size. The cobalt fills the gaps.

SchneidwerkstoffeCutting materials

Schneidwerkstoffe werden nach der Bearbeitungsart, ihrer Bauform, der Schneidstoffsorte und Zusammensetzung und der Eignung zum unterbrochenen oder kontinuierlichen Schnitt oder Schruppen und Schlichten unterschieden. Die Besonderheiten des Schneidwerkstoffes bieten weitere Formen der Definition des Schneidwerkstoffes.Cutting materials are differentiated according to the type of machining, their design, the type of cutting material and their composition and their suitability for interrupted or continuous cutting or roughing and finishing. The special features of the cutting material offer further forms of definition of the cutting material.

Werkzeugtragelement (engl. Bez. support tool)Tool support element

Das Werkzeugtragelement bei Schleifwerkzeugen besteht vorwiegend auf einer Metallgrundplatte, welche die sogenannten Diamant-Segmente durch Lötverbindungen aufnimmt. Je nach Hersteller sind unterschiedliche Formen und Ausgestaltungen möglich. Segmente sind die begründeten Werkzeuge, welche zusammen mit dem Werkzeugtragelement das Schleifwerkzeug bilden. Je nach Hersteller kann ein Werkzeugtragelement, ein Werkzeugträger, Aufnahmeträger oder Werkzeugaufnahmeelement sein. Werkzeugtragelement wird hier als Bezeichnung geführt, da je nach Hersteller andere Befestigungsweisen vordefiniert werden. In den englischen Beschreibungen wird das Werkzeugtragelement als „support tool” bezeichnet.The tool support element in abrasive tools consists mainly on a metal base plate, which receives the so-called diamond segments by solder joints. Depending on the manufacturer, different shapes and configurations are possible. Segments are the well-founded tools that form the grinding tool together with the tool support element. Depending on the manufacturer may be a tool support member, a tool carrier, recording medium or tool receiving element. Tool support element is referred to here as designation, as depending on the manufacturer other fastening methods are predefined. In the English descriptions, the tool support element is called a "support tool".

Aufgabenstellung der Erfindung:Object of the invention:

Aufgabe der Erfindung ist es ein Werkzeug zur Zerspannung von Oberflächen herzustellen, welches zusätzlich noch schlagfest ist und auch für harte und sehr harte Materialien eingesetzt werden kann.The object of the invention is to produce a tool for the cutting of surfaces, which is additionally impact resistant and can also be used for hard and very hard materials.

Es besteht Bedarf an Werkzeugen, welche sehr aggressiv in die zu bearbeitende Oberfläche eingreifen und diese nicht schädigen. Dazu ist es erforderlich schnell einen maximalen Abtrag innerhalb kürzester Zeit zu erreichen und auf Bodenunebenheiten positiv abtragend wirken.There is a need for tools which engage very aggressively in the surface to be machined and do not damage them. For this purpose, it is necessary to achieve maximum removal within a very short time and have a positive effect on uneven floors.

Bisherige Werkzeuge erreichen nicht den gewünschten Abtrag oder reißen unkontrolliert die oberste Schicht an, wodurch eine nachfolgende Bearbeitung erschwert bzw. unmöglich ist. Es besteht Bedarf an ein schnell abtragendes Werkzeug, welches eine weit aus höhere Standzeit und Zuverlässigkeit auszeichnet. Ziel der Aufgabe ist es, bei hohen Arbeitsleistungen, hier Abtrag die Motorleistung zu verringern.Previous tools do not achieve the desired removal or tear uncontrollably to the top layer, making subsequent processing difficult or impossible. There is a need for a fast erosion tool, which is characterized by a far longer service life and reliability. The aim of the task is to reduce the engine power at high work rates, here removal.

PKD Elemente zerbrechen schnell, wenn diese zu starken Vibrationen ausgesetzt wurden oder auf härtere Materialien eingesetzt werden, da diese nicht schlagfest sind. Eine weitere Aufgabenstellung war es ein Werkzeug herzustellen, um auf tellerförmigen Fußbodenbearbeitungsmaschinen/ Bodenschleifmaschinen kontrollierter einen vorher bestimmten Fräsvorgang auszuführen, welcher in Zerspannung und Zertrümmerung vertikal stehender Fräsmaschinen gleich steht, aber weniger Bauteilschwingungen verursacht. PCD elements break down quickly when exposed to excessive vibration or when used on harder materials, as they are not impact resistant. Another object was to produce a tool to perform controlled on a plate-shaped floor finishing machines / floor grinding a predetermined milling process, which is the same in cutting and disintegration of vertically standing milling machines, but causes less component vibrations.

Eine weitere Aufgabenstellung ist es, insbesondere auf harten Materialien, wie z. B. Granit, metallarmierten Beton, ein grobes Schleifwerkzeug herzustellen, welches als erster Schleifvorgang eine Granulat artige tiefe Abtragung erzielt und zusätzlich die Oberfläche nachträglich nivelliert, aber nicht wie beim Trommelfräsen die Oberfläche nachhaltig schädigt.Another task is, especially on hard materials such. As granite, metal-reinforced concrete to produce a coarse grinding tool, which achieved as a first grinding a granule-like deep ablation and additionally leveled the surface later, but not as the drum milling the surface sustainably damaged.

Hauptsächlich besteht die Aufgabe darin, ein Werkzeug für abrasive Oberflächen herzustellen, da bisherige Diamantschleiftechnik hier den höchsten Werkzeugverschleiß hat und keine geeigneten Bearbeitungsmöglichkeiten gegeben sind.The main task is to produce a tool for abrasive surfaces, as previous diamond grinding technology here has the highest tool wear and no suitable processing options are given.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine anwendbare Alternativlösung zu bisherigen Schleifwerkzeugen zu erfinden. Ein Schleifwerkzeug muss durch eine einfache Konstruktion herstellbar sein. Spezielle Aufnahmeträger für Segmente erhöhen das Gewicht der Schleifwerkzeuge und bieten Möglichkeiten so für Unwuchten als auch Verkantungen.Another object of the invention is to invent an applicable alternative solution to previous abrasive tools. A grinding tool must be producible by a simple construction. Special support carriers for segments increase the weight of the grinding tools and thus offer possibilities for imbalances as well as tilting.

Der Vorgang des Zerspanens mit einer geometrisch unbestimmten Schneide, hier Schleifen muss durch einen kontrollierten Vorgang mit einer geometrisch bestimmten Schneide erfolgen. Daher ist es Ziel der Erfindung ein komplett neues Schleifwerkzeug zur Bearbeitung von Böden und Flächen zu schaffen, welches durch die geometrisch bestimmte Schneide einen vorher bestimmbaren Erfolg bringt.The process of cutting with a geometrically indefinite cutting edge, here grinding must be done by a controlled process with a geometrically determined cutting edge. Therefore, it is an object of the invention to provide a completely new grinding tool for processing soils and surfaces, which brings a previously determinable success through the geometrically determined cutting edge.

Bisherige Schleifwerkzeuge mit PKD erbringen im Zerspannungsprozess eine Leistung ähnlich des Honen. Dadurch ist der Erfolg bei einer Vielzahl von unterschiedlichen Flächen und Böden nicht gegeben. Aufgrund der Werkzeugstellung, deren Anordnung und Winkel wird ein Erfolg schnell mit einem Werkzeugverlust durch Zerstörung beantwortet. Daher ist es Aufgabe der Erfindung ein Schleifwerkzeug zu erfinden, welches einen Zerspanungsvorgang mit einer geometrisch bestimmten Schneide ausführt.Previous grinding tools with PCD provide a performance similar to honing in the machining process. As a result, success in a variety of different surfaces and floors is not given. Due to the tool position, its arrangement and angle, a success is quickly answered by a tool loss due to destruction. It is therefore an object of the invention to invent a grinding tool which performs a cutting operation with a geometrically determined cutting edge.

Ziel der Erfindung ist es eine anwendbare Lösung zu bisherigen Schleifwerkzeugen aus PKD zu finden, da bei bisherigen Lösungen mit PKD die negativen Eigenschaften des PKD Schneidstoffes keine ausreichende Lösung darstellen. Die eingesetzten PKD Schneiden sind nur bis 650 Grad Celsius Temperaturbeständig, vertragen nur Schnittgeschwindigkeiten bis zu 6.000 m/min bei NE-Metallen, sind nicht stoßverträglich und mit Kontakt mit Metallen wird der Schneidstoff zerstört. Daher ist es Ziel der Erfindung Schleifwerkzeuge zu schaffen, welche aufgrund ihres Arbeitsverhaltens oder durch Eigenschaften im Herstellungsprozess diese negativen Eigenschaften nicht besitzen.The aim of the invention is to find an applicable solution to previous grinding tools made of PCD, as in previous solutions with PCD, the negative properties of the PCD cutting material is not a sufficient solution. The used PCD cutting edges are temperature resistant only up to 650 degrees Celsius, can only handle cutting speeds of up to 6,000 m / min with non-ferrous metals, are not impact-tolerant and contact with metals destroys the cutting material. It is therefore an object of the invention to provide grinding tools which do not possess these negative properties due to their working behavior or properties in the manufacturing process.

Im Patent EP 1844900 wird entgegengesetzt des logischen Denkens eine PKD Schneide in den Werkzeugträger eingesetzt und zugelötet, so dass nur ein geringer Bruchteil des eigentlichen Segments zum Abtrag führt. Hier war es Aufgabe der Erfindung eine sichere Befestigung auf dem Werkzeugtragelement zu schaffen, dass von einem ähnlichen Schneidstoff die vollständige Fläche der Schneide genutzt werden kann. Das Werkzeug führt zu einem Honen, vom Erfinder als Hobeln bezeichnet, welches aufgrund der Befestigung und Konstruktionsweise gegeben ist.In the patent EP 1844900 Contrary to logical thinking, a PCD cutting edge is inserted into the tool carrier and soldered, so that only a small fraction of the actual segment leads to erosion. Here it was an object of the invention to provide a secure attachment to the tool support member that can be used by a similar cutting material, the entire surface of the cutting edge. The tool results in honing, referred to by the inventor as planing, which is given due to the attachment and construction method.

Daher ist es Ziel der Erfindung eine bessere Orientierung der Werkzeuge (Segmente) durch ein Verfahren aufzuzeigen. Unverständlich und Unverantwortlich bleibt auch der Einsatz auf rotierenden Handwerkzeugen mit einer Umdrehung/Schnittgeschwindigkeit von maximal 4.800 m/min. Die hohe Umdrehung erhitzt das Schleifwerkzeug zu stark, führt zu schnellen Verschleiß der Maschinen und führt das Werkzeug schnell an seine Leistungsfähigkeit. Ziel der Erfindung ist es auch ein arbeitssicheres Werkzeug herzustellen, welches seine volle Leistungskraft bei der kleinsten möglichen Umdrehung voll auszuschöpfen.Therefore, it is an object of the invention to show a better orientation of the tools (segments) by a method. Incomprehensible and irresponsible also remains the use on rotating hand tools with a revolution / cutting speed of up to 4,800 m / min. The high rotation heats the grinding tool too much, leads to rapid wear of the machines and leads the tool quickly to its performance. The aim of the invention is also to produce a safe working tool, which fully exploit its full power at the smallest possible revolution.

Bei dem bezeichneten Patent wird die Wirkung des Werkzeuges durch die hohe Umdrehung erst erreicht, dies geschieht zu Lasten der eingesetzten Maschinen. Es ist daher Ziel der Erfindung ein Werkzeug herzustellen, welches ohne besonderen Kraftaufwand leistungsfähig ist.In the designated patent, the effect of the tool is only achieved by the high revolution, this is done at the expense of the machines used. It is therefore an object of the invention to produce a tool which is powerful without any special effort.

Bei einer Schnittgeschwindigkeit vom 80 m/s wird beim abreißen eines Segmentes die Projektilgeschwindigkeit einer mindestens einer Softairkugel erreicht mit mindestens 3,8 J, welche aufgrund der Beschaffenheit des PKD Schneidkörpers geeignet ist Körperteile des Anwenders dauerhaft zu schädigen. Daher ist es auch Ziel der Erfindung sichere Werkzeuge herzustellen.At a cutting speed of 80 m / s, when a segment is torn off, the projectile velocity of at least one softair ball is reached at least 3.8 J, which due to the nature of the PCD cutting body is capable of permanently damaging the body parts of the user. Therefore, it is also an object of the invention to produce safe tools.

Gegenüber der Europäischen Patentschrift EP1321233 soll die Lösung der Erfindung zum Ziel haben, ein eigenständiges Schleifwerkzeug gegenüber bisherigen Diamantschleifsegmenten zu erfinden. Das die auf ein PKD Element wirkenden Kräfte mittels einer zusätzlichen Führung eines Diamantsegmentes nicht mehr benötigt werden.Compared to the European patent EP1321233 the aim of the solution of the invention is to invent an independent grinding tool over previous diamond grinding segments. The ones acting on a PKD element Forces are no longer needed by means of an additional guide a diamond segment.

Die in der Gebrauchsmusterschrift DE20120137 beschriebene Möglichkeit PKD Schneiden in Aufnahmetaschen einzusetzen stellt keine Lösung dar, um die negativen Eigenschaften eines PKD Schneidstoffes technisch zu entgegnen.The in the utility model DE20120137 possibility to insert PCD cutting into receiving pockets is not a solution to technically counteract the negative properties of a PCD cutting material.

Es ist daher grundlegendes Ziel der Erfindung ein Werkzeug zu finden, welches die positiven Eigenschaften eines PKD Schneidstoffes besitzt aber mittels einer technischen Lösung die negativen so auskehrt, das die Schleifwerkzeuge dauerhaft einsetzbar sind und seine Herstellung vereinfachter auf nahezu jeden Werkzeugträger appliziert werden kann.It is therefore a fundamental object of the invention to find a tool which has the positive properties of a PCD cutting material but auskehrt by means of a technical solution the negative so that the grinding tools are permanently used and its manufacture can be applied simplified to almost any tool carrier.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Die Erfindung betrifft ein Schleifwerkzeug, welches aus einem Werkzeugtragelement und den Schleifelementen (nachfolgend als Segmente bezeichnet) PCD Composite oder PCD Compact oder PCD Blank oder PDC Cutter bestehen, insbesondere zur Bearbeitung von nahezu allen Natur- und Kunststeinböden, Beton- und Asphaltflächen, Entfernung von weichen Beschichtungen und abrasiven Oberflächen.The invention relates to a grinding tool, which consists of a tool support member and the grinding elements (hereinafter referred to as segments) PCD Composite or PCD Compact or PCD Blank or PDC Cutter, especially for processing almost all natural and artificial stone floors, concrete and asphalt surfaces, removal of soft coatings and abrasive surfaces.

Im Vergleich zum bisherigen Schleifen ist der Abtrag mit diesem Werkzeug aus PCD Composite/Compact/Blank oder PDC Cutter zerspannend und wesentlich schneller und effektiver. Daher eignet sich dieses Produkt, so dass die Erfindung darauf zielt ein Verfahren zur Implantation ein für andere Anwendungen hergestelltes Produkt zu entwickelnIn comparison to previous grinding, the removal with this tool made of PCD Composite / Compact / Blank or PDC Cutter is chucking and much faster and more effective. Therefore, this product is suitable so that the invention aims to develop a method of implantation of a product manufactured for other applications

PCD Composite/Compact/Blank und PDC Cutter sind eigenständig hergestellte Schneidstoffe. Ihre Herstellung, insbesondere das Hochdruck-Flüssigphasensintern verleihen den Schneidstoff bessere Eigenschaften, als bei einem PKD. So ist die Temperaturbeständigkeit weit aus höher. Die Stoßverträglichkeit ist je nach Herstellungsform von 60 Joule und höher gegeben.PCD Composite / Compact / Blank and PDC Cutter are independently manufactured cutting materials. Their production, in particular the high-pressure liquid phase sintering give the cutting material better properties than with a PCD. So the temperature resistance is far higher. The impact tolerance is given depending on the manufacturing form of 60 joules and higher.

Diese Erfindung ist auf nahezu allen Werkzeugtragelementen unterschiedlicher Bauformen für unterschiedliche Werkzeugaufnahmen von Schleifmaschinen zu applizieren.This invention is applicable to almost all tool support elements of different designs for different tool holders of grinding machines.

Gegenüber bisherigen Verfahren des Trommelfräsens ist es Ziel der Erfindung das Untergrund nicht geschädigt wird und eine ebene aufgeraute Oberfläche erzielt. Erfindungsgemäß wurde ein kostengünstiges Segment gesucht, welches in der Lage ist auf harte Steinmaterialien einen zerspannenden Vorgang ohne Zerstörung des Steines zu finden. Die Erzeugnisse PCD Composite/Compact/Blank und PDC Cutter werden bereits bei Eröl-/Erdgasbohrungen erfolgreich gegen hartes Gestein eingesetzt.Compared to previous methods of drum milling, it is the aim of the invention, the substrate is not damaged and achieved a flat roughened surface. According to the invention, a low-cost segment was sought, which is able to find a chipping process without destroying the stone on hard stone materials. The PCD Composite / Compact / Blank and PDC Cutter products are already used successfully against hard rock in oil / gas wells.

Die Erfindung löst den Einsatz als Schleifmaterial, wofür PCD Composite/Compact/Blank oder PDC Cutter nicht hergestellt werden. Dazu war es notwendig entsprechende Verfahrensschritte zu erarbeiten, um eine sichere Verbindung auf dem Werkzeugtragelement zu erzielen, da das Werkzeugtragelement keine Aufnahmen für PCD Composite/Compact/Blank oder PDC Cutter ähnlich eines Bohrmeisels bietet.The invention solves the use as an abrasive material, for which PCD Composite / Compact / Blank or PDC Cutter are not produced. For this purpose, it was necessary to develop appropriate process steps to achieve a secure connection on the tool support element, since the tool support member does not provide recordings for PCD Composite / Compact / Blank or PDC Cutter similar to a drill bit.

Bisher wurden Schleifwerkzeuge hergestellt aus losen Körnungen aus synthetischen Diamant in einer Metallbindung, welches auf einem Werkzeugtragelement mittels Hartlöten befestigt wurden.Heretofore, abrasive tools have been made of loose grits of synthetic diamond in a metal bond which have been brazed to a tool support member.

Die Erfindung beschäftigt sich mit dem Verfahren PCD Composite/Compact/Blank oder PDC Cutter so zu bearbeiten, dass diese auf einem Werkzeugtragelement befestigt werden können.The invention deals with the method PCD Composite / Compact / Blank or PDC Cutter to edit so that they can be mounted on a tool support member.

Da PCD Composite/Compact/Blank oder PDC Cutter einen dreidimensionalen Körper (Würfel, Zylinder usw.) haben, ist es empfehlenswert, diesen Körper zu schneiden. Die Schnittkante bildet den Befestigungspunkt durch Hartlöten, da die Außenkanten aufgrund der Herstellung sehr glatt sind und das Hartlöten an einer Schnittkante erfolgreicher ist. Der Schnitt ist so auszuführen, dass eine geraute Oberfläche entsteht, damit ein späteres Hartlöten möglich ist. Saubere Schnitte sind aufzurauen.Since PCD Composite / Compact / Blank or PDC Cutter have a three-dimensional body (cube, cylinder, etc.), it is recommended to cut this body. The cut edge forms the point of attachment by brazing because the outer edges are very smooth due to manufacturing and brazing is more successful at a cut edge. The cut should be made to create a roughened surface for later brazing. Clean cuts are roughened.

Der Schnitt erfolgt durch die Mittelachse, so dass der Zylinder halbiert wird. Aus dem Schnitt zweier gleicher Körper ist der Zylinder getrennt. Die Mittelachse bildet die nachträgliche Befestigungsfläche. Aus dem Grundkreisradius des Zylinders ergeben sich unterschiedliche Intensitäten und Bearbeitungsmöglichkeiten des Schleif- und Fräswerkzeugs. Es ist auch vorstellbar, parallel zur Mittelachse zwei unterschiedlich Körper zuschneiden.The cut is made through the central axis, so that the cylinder is halved. The cylinder is separated from the intersection of two identical bodies. The central axis forms the subsequent attachment surface. The base circle radius of the cylinder results in different intensities and processing options of the grinding and milling tool. It is also conceivable to cut two different bodies parallel to the central axis.

Die Höhe des Zylinders ist durch das aufgesinterte Hartmetallstück stärker in der Höhe bestimmt und ist eine unwesentliche Größe. Durch zusätzliche Auflötungen von Eisenmetallen hintern dem PCD Composite/Compact/Blank oder PDC Cutter wird deren Halt am Werkzeugtragelement erhöht werden und zusätzliche Gleiterschicht durch eine Verlängerung des Körpers appliziert werden. Hartmetall und PKD bilden keine dauerhaft feste und sichere Verbindung beim löten.The height of the cylinder is determined by the sintered cemented carbide piece higher in height and is an insignificant size. Through additional soldering of ferrous metals behind the PCD Composite / Compact / Blank or PDC Cutter, their hold on the tool support element will be increased and additional slider layer will be applied by extending the body. Carbide and PCD do not form a permanently strong and secure connection during soldering.

Durch die zusätzliche Stütze aus Eisenmetall wird ein Auflötwinkel geschaffen, welcher auch stärke Schläge verträgt. Die zusätzliche Stütze wird im weiterem Arbeitsgang passend zum Körper schräg angeschliffen.The additional support made of ferrous metal creates a dissolution angle, which also withstands strong impacts. The additional support is sanded at an angle to fit the body.

Die Bearbeitung der benannten Oberflächen erfolgt durch das Werkzeug vorwiegend mit dem äußeren Kreisradius. Eine unregelmäßige Anordnung von gleichen Segmenten ist vorstellbar, als auch verschiedene durch Kreisradien bestimmte Segmente. So ist es möglich auf der äußeren Werkzeugaufnahme einen geringeren Kreisradius zu befestigen und weiter innen einen größeren Kreisradius. So ist es möglich mit der Außenkante des Werkzeugs Unebenheiten, sozusagen am Gipfel des Berges abzutragen und durch das rotierende, fortschreitende Werkzeug nachfolgend mit dem größeren Kreisradius abzutragen. BILD GROß/Klein The processing of the named surfaces is carried out by the tool mainly with the outer circle radius. An irregular arrangement of equal segments is conceivable, as well as various segments determined by circular radii. So it is possible to attach a smaller circle radius on the outer tool holder and further inside a larger circle radius. It is thus possible with the outer edge of the tool to remove unevenness, so to speak at the summit of the mountain and to subsequently remove it with the larger circle radius by means of the rotating, progressive tool. IMAGE LARGE / SMALL

Lötverbindungen von schwierigen Materialien und die Herstellung eines gleichbleibenden Spanwinkels bei einer Vielzahl von Segmenten erfordern einen zeitlichen Faktor bei der Herstellung. Das Ziel der Erfindung wurde damit gelöst, da die Wirkung aus dem Zerspannungsverhalten der geometrisch bestimmten Schneide aufzeigt werden kann. Die Schneide rutscht damit nicht ab bzw. führt zu Blockierungen. Aufgrund der geometrischen Form wird ein hoher und gleichbleibender Abtrag gewährleistet. Eine saubere Scherleistung wird damit erreicht. Es wird kein unnötiges Material herausgerissen, welches sozusagen durch das Werkzeug und seinem Spanwinkel abgerissen wird.Soldering difficult materials and producing a consistent rake angle across a variety of segments requires a manufacturing time factor. The object of the invention has been achieved, since the effect of the Zerspannungsverhalten the geometrically determined cutting edge can be shown. The cutting edge does not slip or leads to blockages. Due to the geometric shape, a high and consistent removal is guaranteed. A clean shearing performance is achieved. No unnecessary material is torn out, which is torn off, as it were, by the tool and its rake angle.

Durch die geometrisch bestimmte Schneide, als auch der durch die geometrisch bestimmte äußerste Kreisradiusschneide bedarf es keiner Spanräume, da das Werkzeug nach dem Prinzip eines Eisbrechers arbeitet. Die geometrische bestimmte Schneide greift in das Material ein und wirft es seitlich aus. Der so Granulat artige entstehende Abfall reinigt das Werkzeug durch umherwirbeln und wirkt nicht negativ auf das Werkzeug. Dieser Vorgang ist nahezu staubfrei, aufgrund eines Granulat artigen Abtrages.Due to the geometrically determined cutting edge, as well as the geometrically determined outermost circle radius cutting edge, no chip spaces are required because the tool works on the principle of an icebreaker. The geometrical edge cuts into the material and ejects it sideways. The resulting granulate-like waste cleans the tool by spin around and does not adversely affect the tool. This process is virtually dust-free, due to a granular-like Abtrages.

Die Erfindung des Werkzeugs kann sich vorstellen, dass aus verschiedenen dreidimensionalen geometrischen Figuren vorstellbares Segment aus PCD Composite/Compact/Blank oder PDC Cutter auf einem Werkzeugtragelement befinden. Die dreidimensionale geometrische Figur kann sich aus dem unverschnittenen Herstellungszustand oder durch formgebendes Schneiden des Presslings hergestellt werden.The invention of the tool can be imagined in that a segment of PCD composite / compact / blank or PDC cutter imaginable from various three-dimensional geometric figures is located on a tool support element. The three-dimensional geometric figure can be made from the uncut state of manufacture or by shaping cutting of the compact.

Die Schnittflächen werden zum Werkzeugtragelement gerichtet durch ein spezielles Verfahren durch Hartlötverbindung befestigt. Hartlöten ist die geeignete Verbindung, da dadurch die Belastung der Verbindung durch eine hohe Scherfestigkeit gewährleistet wird. Die Löttemperatur liegt zwischen 670–730 Grad Celsius. PCD Composite/Compact/Blank oder PDC Cutter haben eine Temperaturbeständigkeit bis 750 Grad Celsius.The cut surfaces are fixed to the tool support member by a special brazing connection method. Brazing is the most suitable connection, since it ensures the load on the connection through a high shear strength. The soldering temperature is between 670-730 degrees Celsius. PCD Composite / Compact / Blank or PDC Cutter have a temperature resistance up to 750 degrees Celsius.

Die zusätzliche angelötete Stütze aus Stahl, Übergangsmaterialien und Legierungen unterstützt die mechanisch stark beanspruchte Lötverbindung. Es ist auch vorstellbar eine Stütze aus Hartmetallstücken aufzulöten bzw. das Segment auf eine geformte Stütze des Werkzeugträgers zu befestigen.The additional brazed support made of steel, transition materials and alloys supports the mechanically stressed solder joint. It is also conceivable to solder a support made of hard metal pieces or to fix the segment on a shaped support of the tool carrier.

Die Stütze dient zusätzlich dazu das Segment gegen Stöße abzusichern. Die Stütze soll einen zusätzlichen Abschluss bilden. So kann vermieden werden, dass das Schleifwerkzeug, welches nur in einer rotierenden Richtung wirkt, bei falscher Benutzung und Drehrichtung zerstört wird.The support also serves to protect the segment against impact. The support should form an additional conclusion. Thus, it can be avoided that the grinding tool, which acts only in a rotating direction, is destroyed in case of incorrect use and direction of rotation.

Der Nutzer nimmt durch die Gegenrichtung nur durch Wirkungsverlust wahr, kann aber mit Sicherheit davon ausgehen, dass das Segment ausreichend geschützt ist.The user perceives by the opposite direction only by loss of effect, but can safely assume that the segment is sufficiently protected.

Zusätzlich bietet eine Stütze die Möglichkeit, den auf das zu bearbeitende Material gleitenden Hartmetallkörper oder Wolframcarbidekörper zu verlängern.In addition, a support offers the possibility of extending the cemented carbide body or tungsten carbide body sliding on the material to be machined.

Bevorzugte Grundformen ist der Zylinder. Durch die dreidimensionale Form des Zylinders lassen sich beim Schneiden durch die Mittelachse, parallel zur Mittelachse und winklig zur Mittelachse verschiedene Werkzeuge herstellen, so dass auch unterschiedliche Schnittwinkel zur Werkzeugaufnahme hergestellt werden können.Preferred basic forms is the cylinder. Due to the three-dimensional shape of the cylinder, different tools can be produced during cutting through the central axis, parallel to the central axis and at an angle to the central axis, so that different cutting angles can also be produced for the tool holder.

Die erfinderische Lösung wird kurz an einem möglichen Beispiel verdeutlicht.The inventive solution is briefly illustrated by a possible example.

Der Zylinder aus PCD Composite/Compact/Blank oder PDC Cutter wird in der Achse geschnitten. Dadurch entstehen zwei halbe und gleiche Zylinder. Die halben Zylinder werden mittels einer Lötverbindung in Schleifrichtung mit der Schnittfläche zum Werkzeugtragelement auf dem Werkzeugtragelement befestigt. Das Werkzeugtragelement wird an der Schleifmaschine (je nach Hersteller) befestigt, so dass der Umfang (Kreissektor) des Segments mit der kleinsten Angriffsfläche auf den zu bearbeitenden Untergrund anliegt. Durch die sogenannte Bauchigkeit des Zylinders wird mehr Werkzeugfläche zur Verfügung gestellt, desto tiefer das Werkzeug eindringt. Dadurch kann mit verschiedenen Radien eines Zylinders (Kreissektor) eine unterschiedliche Griffigkeit erzeugt werden. Spannräume werden nicht benötigt, da das Werkzeug mit nur einem Drittel in das zu bearbeitende Material eingreift. Es besteht genügen Werkzeugfläche zur Verfügung, welche insbesondere dann wirken kann, wenn das Werkzeug in bedrohliche Unebenheiten oder sogenannte Nester gerät. So trägt diese Erfindung auch im Wesentlichen den Arbeitsschutz bei, da schon aus der Konstruktion ein Verkanten der Arbeitsmaschine vermieden wird.The cylinder made of PCD Composite / Compact / Blank or PDC Cutter is cut in the axis. This creates two half and the same cylinder. The half cylinders are fastened by means of a solder joint in the direction of grinding with the cutting surface to the tool support member on the tool support member. The tool support element is attached to the grinding machine (depending on the manufacturer), so that the circumference (circular sector) of the segment with the smallest attack surface rests on the substrate to be processed. The so-called bumpiness of the cylinder provides more tool area, the deeper the tool penetrates. As a result, with different radii of a cylinder (circular sector) a different grip can be generated. Clamping spaces are not needed because the tool engages with only one third of the material to be machined. There is sufficient tool surface available, which can be particularly effective when the tool gets into threatening bumps or so-called nests. Thus, this invention also contributes substantially to occupational safety, since even from the construction of tilting the machine is avoided.

Durch die Bauchigkeit des Zylinders werden Unebenheiten in der Fläche oder im Boden nicht zum Verhängnis der Zerstörung des Werkzeuges. Man kann hier durch die unterschiedlichen Radien sensiblere Werkzeuge herstellen. Bisherige Schleifmethoden zur Bearbeitung von Kunst- und Naturstein waren bisher auf einen Abtrag der Oberfläche ausgerichtet. Die Maschinentechnik hatte an Senken aus Unebenheiten meist den gleichen Abtrag, wie an ebenen Stellen, da die Maschinentechnik sich mit dem Werkzeug in die Unebenheit mitabsenkte und die Unebenheit übernahm. As a result of the bulging of the cylinder, unevenness in the surface or in the ground does not result in the destruction of the tool. You can make more sensitive tools through the different radii. Previous grinding methods for the processing of artificial and natural stone were previously geared to a removal of the surface. The machine technology had on sinks from unevenness usually the same removal as at even places, since the machine technology mitabsenkte with the tool in the unevenness and took over the unevenness.

Insbesondere war es Ziel der Erfindung ein Schleifwerkzeug zu schaffen, welches die Möglichkeit hat zusätzliche ihren Wirkungsgrad in der Z-Achse zuhaben.In particular, it was an object of the invention to provide a grinding tool which has the additional possibility of having its efficiency in the Z-axis.

Durch die bauchige Zylinderform werden sogenannte Z-Achsen und deren Unebenheiten durch die äußerste Kante sozusagen abgehobelt, so dass das Schleifwerkzeug zweifach wirkt. Dieser Effekt kann durch eine Absenkung des vorderen Segments durch Einkerbung bzw. ähnliche Vertiefung unterstützt werden.Due to the bulbous cylindrical shape, so-called Z-axes and their unevenness are planed down by the outermost edge, so that the grinding tool acts twice. This effect can be assisted by a lowering of the anterior segment by indentation or similar depression.

Erstmals wurde hiermit ein Werkzeug zur Bearbeitung der Z-Achse erfunden. Bisherige Werkzeuge konnten nur in der Y-Achse durch mahlen Material abtragen und nur unwesentlich durch ihren Schleifkörper die X-Achse ebenen.For the first time, a tool for machining the Z-axis was invented. Previous tools could only grind material in the Y-axis and only insignificantly level the X-axis with their grinding wheel.

Die dreidimensional Körperformen der Segmente der Erfindung erzielen auch einen dreidimensionalen Schleifeffekt, dies verdanken sie der Anordnung der Segmente, der Befestigung der Segmente als auch ihrer Möglichkeiten der schneidbaren Formen, welche an den Wirkseiten eine Schnittkante haben, welche durch einen herstellungsbedingten Tragkörper selbst von dem zu bearbeitenden Material und der aus dem Maschinengewicht ergeben Gravitation besten Schnittfaktor ergeben. Das Verfahren ist mit dem spanenden Räumen zu vergleichen.The three-dimensional body shapes of the segments of the invention also achieve a three-dimensional grinding effect, this is due to the arrangement of the segments, the attachment of the segments as well as their possibilities of cuttable forms, which have a cutting edge on the effective sides, which by a manufacturing-related support body itself from the machining material and the result of the machine weight gravitation best cutting factor. The procedure is to be compared with the cutting rooms.

Beim Schneiden bleiben die wesentlichen Bestandteile des dreidimensionalen Körpers bestehen, welche sozusagen aus einem Teil einer Schneide und dem anderem Teil eines stabilisierenden Körpers besteht. Der Stabilisierende Körper (Hartmetall bzw. Wolframcarbide) bildet aufgrund der Anordnung einen zusätzlichen Gleitkörper für das Schleifwerkzeug. Dadurch müssen die Werkzeuge nicht ausgewuchtet werden.When cutting the essential components of the three-dimensional body remain, which consists of a part of a cutting edge and the other part of a stabilizing body, so to speak. The stabilizing body (carbide or tungsten carbides) forms an additional slider for the grinding tool due to the arrangement. As a result, the tools do not have to be balanced.

In Testversuchen hat sich gezeigt, das eine gewisse Unwucht die Scherkräfte erhöht. Diese Unwucht kann durch mehr oder weniger Segmente gesteuert werden. Zusätzliche Stützen und deren Gewichte können dazu dienen die Unwucht zu kontrollieren, in dem ein unwuchtiges Werkzeug, ähnlich einer Radauswuchtung durch zusätzliches auftragen vom Metall beschwert oder erleichtert wird.Trial tests have shown that a certain imbalance increases the shear forces. This imbalance can be controlled by more or less segments. Additional supports and their weights can be used to control the imbalance, in which an unbalanced tool, similar to a wheel balance by additional application of the metal weighted or relieved.

PCD Composite/Compact/Blank und PDC Cutter werden in unterschiedlichen Baugrößen hergestellt. Schon aus diesem Grund lassen sich unterschiedliche Zerspannungsleistungen aus dem Kreisradius erzielen.PCD Composite / Compact / Blank and PDC Cutter are manufactured in different sizes. Already for this reason, different Zerspannungsleistungen can be achieved from the circle radius.

Aufgrund der Möglichkeiten des Schneidens der Körper lassen sich andere Größen und dreidimensionale geometrische Körper schneiden und damit kann das Werkzeug direkt auf Härte und Material abgestimmt werden.Due to the possibilities of cutting the body, other sizes and three-dimensional geometric bodies can be cut and thus the tool can be matched directly to hardness and material.

Es ist vorstellbar, sogenannten Werkzeugmodellen spezifische Eigenschaften aus diesem zuzurechnen, um den Nutzer deklarierte Einsatzmöglichkeiten aufzuzeigen.It is conceivable to attribute so-called tool models specific properties from this, in order to point out user-defined application possibilities.

Die nach diesem Verfahren in der Achse geschnittenen Zylinder eignen sich besonders für sensible Gesteine und zum Nivellieren von Fußböden.The axles cut by this process are particularly suitable for sensitive rocks and for leveling floors.

Sofern ein Nivellieren von stark unebenen Böden erforderlich ist, kann das Werkzeug verwendet werden. Ein wesentlicher Bestandteil dieser Erfindung ist es, das alle nach diesem Verfahren hergestellten Werkzeuge sozusagen „Allround” eingesetzt werden können und ein zusätzliches Bearbeitungsmerkmal zu haben.If leveling of very uneven ground is required, the tool can be used. An essential component of this invention is that all tools produced by this method can be used so to speak "all-round" and to have an additional processing feature.

Durch die Verwendung der Erzeugnissen von PCD Composite/Compact/Blank und PDC Cutter werden die Herstellungskosten eines Schleifwerkzeuges gesenkt, da die Segmente bereits vom Hersteller angeboten werden und nicht erst durch zusätzliche Arbeitsschritte an einem Hartmetallkörper befestigt werden müssen. Die PCD Composite/Compact/Blank bzw. PDC Cutter können problemlos im Servicebereich ausgetauscht werden.By using the products of PCD Composite / Compact / Blank and PDC Cutter, the manufacturing costs of a grinding tool are reduced because the segments are already offered by the manufacturer and need not be attached to a carbide body by additional work steps. The PCD Composite / Compact / Blank or PDC Cutter can be easily exchanged in the service area.

Die Lebensdauer von PCD Composite/Compact/Blank sind gegenüber PDC Cuttern begrenzter, aber übersteigen im Weitem bisherigen Schleifwerkzeuge um ein vielfaches. Die Lebensdauer insbesondere bei harten und abrasiven Gestein ist deutlich erhöht.The service life of PCD Composite / Compact / Blank is more limited compared to PDC cutters, but by far exceeds conventional grinding tools. The lifetime, especially for hard and abrasive rock is significantly increased.

Durch die geometrisch bestimmte Form und dem Körper rutscht das Werkzeug schneidend auf der zu bearbeitenden Fläche, dies führt zu einer Entlastung des Motors der Bodenschleifmaschine. Durch eine dauerhaft konstante und gleichbleibende Schleifleistung kann die Motordrehzahl bei drehzalregulierten Bodenschleifmaschinen stark abgesenkt werden. Es hat sich in zu Testzwecken hergestellten Versuchen herausgestellt, das die Leistung einer 130 kg schweren Bodenschleifmaschine mit 3000 Watt mit diesen Werkzeugen einer weit aus leistungsfähigeren gleich steht. Im Versuch wurde hierzu mit einer 400 kg schweren Maschine mit 11 kw verglichen.Due to the geometrically determined shape and the body, the tool slips on the surface to be machined, which leads to a relief of the motor of the floor grinder. Constantly constant and consistent grinding performance allows the engine speed to be sharply reduced in the case of speed-regulated bottom grinding machines. It has been found in tests made for test purposes that the performance of a 130 kg floor grinder with 3000 watts with these tools a far from more powerful equals. In the experiment this was compared with a 400 kg machine with 11 kw.

Bei schwierig zu bearbeitenden Böden, insbesondere bei thermoplastischen, war die 400 kg schwere und mit 11 kw leistungsfähigere Maschine bereits nach kurzem Abtrag an den Grenzen der Leistung. Mit den zu Testzwecken hergestellten Werkzeugen wurde nur ein geringer Teil der Leistung der Maschine gefordert. Auch die kleinere Maschine verrichtete problemlos auf dieser Testfläche ihre Arbeit. Auf dieser Testfläche wurde mit herkömmlichen Werkzeugen nur unter dem Einsatz von Wasser ein Bearbeiten möglich. Mit dem erfundenen Werkzeug wurde problemlos trocken geschliffen. Erfindungsgemäß wurde ein hoher Abtrag von 13 kg pro Quadratmeter erzielt, anstatt mit herkömmlichen Werkzeugen 1,5 kg. Beim Vergleich der Werkzeuge wurde eine Abnutzung der herkömmlichen Werkzeuge mit einer Anhaftung von Materialresten des Anschliffs festgestellt. Die erfunden Werkzeuge waren frei von anhaftenden Materialresten aus Abschliff und eine Abnutzung konnte nicht festgestellt werden.For difficult-to-machine floors, especially for thermoplastic applications, the 400-kg, 11-kw machine was already at its limits after a short cut. With the tools produced for test purposes, only a small part of the performance of the machine was required. The smaller machine also performed its work on this test area without any problems. On this test surface was with conventional tools only with the use of water editing possible. The invented tool was easily sanded dry. According to the invention, a high removal rate of 13 kg per square meter was achieved, instead of 1.5 kg with conventional tools. When comparing the tools, a wear of the conventional tools with an adhesion of material remains of the bevel was found. The invented tools were free of adhering remnants of material and wear could not be determined.

Die so nach dieser Erfindung hergestellten Werkzeuge leisten ein hohes Abtragsverhalten auch bei geringen Drehzahlen, so dass sich die Schwingungen welche durch die Bearbeitung normalerweise entstehen verringerten.The tools thus produced according to this invention provide a high removal behavior even at low speeds, so that the vibrations which are normally caused by the machining reduced.

Erfindungsgemäß sind die Werkzeuge nicht an Geschwindigkeiten gebunden. Sie können sowohl auf drehzahlreduzierten als auch schnelldrehenden Maschinen eingesetzt werden.According to the invention, the tools are not tied to speeds. They can be used on both low-speed and high-speed machines.

Nach diesen Versuchen zur Entwicklung der Werkzeuge kann folgende Aussage getroffen werden:
Ein hoher Abtrag erfordert eine höhere Leistungskraft der eingesetzten Maschinen, so dass die eingesetzten Maschinen am Rande der Leistungsfähigkeit arbeiten und dadurch Motor und Lagerschäden vorprogrammiert sind. Mit den hier vorgestellten Werkzeugen wird nur ein bis zwei Drittel der sonst benötigen Leistung gebraucht. Die sehr hohe Schneidkraft der Werkzeuge belastet die Schleifmaschinen weniger. Selbst mit geringen Drehzahlen kann ein hoher Abtrag erzielt werden. Da bisher Schleifmaschinen mit einer größeren Arbeitsfläche auch mehr Leistung benötigten, ist es vorstellbar neue Maschinen zu entwickeln, welche eine große Arbeitsfläche haben und eine geringere Leistung, unabhängig vom Schleifdruck beanspruchen.After these attempts to develop the tools, the following statement can be made:
A high removal rate requires a higher performance of the machines used, so that the machines used work on the margins of performance and are thus pre-programmed engine and bearing damage. With the tools presented here, only one to two thirds of the otherwise required power is needed. The very high cutting force of the tools puts less strain on the grinding machines. Even with low speeds, a high removal can be achieved. Since grinders with a larger work surface also needed more power, it is conceivable to develop new machines that have a large work surface and require less power, regardless of the grinding pressure.

Erfindungsgemäß wurde ein Werkzeug hergestellt, welches einen hohen Abtrag gewährleistet, aber die Oberfläche nicht schädigt, so dass weitere erforderliche Arbeitsgänge z. B. zur Herstellung von optischen Oberflächen problemlos mit anderen Werkzeugen möglich sind. Auch ist das Werkzeug geeignet zur Untergrundvorbereitung, da es lose und unebene Oberflächenbestandteile schnell abträgt und eine zusätzliche Bearbeitung nicht notwendig ist. Dieses Werkzeug kann als Alternative zum herkömmlichen Trommelfräsen oder Kugelstrahlen unter Bodenschleifmaschinen eingesetzt werden. Es wird mit dem Werkzeug eine ebene und beschichtungsfähigere Oberfläche erreicht.According to the invention, a tool has been produced, which ensures a high removal, but does not damage the surface, so that further required operations z. B. for the production of optical surfaces are easily possible with other tools. Also, the tool is suitable for substrate preparation, as it removes loose and uneven surface components quickly and additional processing is not necessary. This tool can be used as an alternative to conventional drum milling or shot peening under floor grinding machines. The tool achieves a flat and more coatable surface.

Erfindungsgemäß wurde hier ein Werkzeug erfunden, welches trotz des hohen Spanens nur eine geringe Hitzeentwicklung aufweist, da durch die geometrisch bedingten dreidimensionalen Formen genügend Hitze absorbiert werden kann. Das hat zum Vorteil, dass Arbeitspausen, welche sich sonst bei Werkzeugen ergeben, ersparen lassen. So lassen sich auch insbesondere thermoplastische Beläge bearbeiten. So ist z. B. beim Asphalt eine Werkzeugtemperatur von über 80 Grad Celsius aufgrund der Erweichung schädigend. Die mit dieser Erfindung hergestellten Werkzeuge bieten eine konstante Wärmeableitung. Eine Erhitzung, welche Maschinenteile schädigen könnte ist nicht gegeben.According to the invention, a tool has been invented here which, despite the high chipping, has only a low heat development, since enough heat can be absorbed by the geometrically determined three-dimensional shapes. This has the advantage that work breaks, which otherwise result in tools, can be saved. In this way, in particular, thermoplastic coverings can be processed. So z. B. the asphalt a tool temperature of over 80 degrees Celsius due to the softening damaging. The tools made with this invention provide a constant heat dissipation. Heating, which could damage machine parts is not given.

Auch die bisherige Definition von Schleifkörnungen, welche bisher durch die enthaltene Körnung definiert wurde kann mit diesen nach diesem Verfahren hergestellten Werkzeugen erweitert werden. So lassen sich neue und technisch anwendbare Körnungen aus den verschiedenen Radien der geometrischen Zylinderkörpern der Segmente definieren.Also, the previous definition of abrasive grains, which was previously defined by the grain contained can be extended with these tools produced by this process. Thus, new and technically applicable grain sizes can be defined from the different radii of the geometric cylindrical bodies of the segments.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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DE 69333029 [0011]
US 7462003 [0012]
DE 69824524 [0013]
DE 69428452 [0014]
EP 0676001 [0014]
EP 1844900 [0038]

Claims

A material-removing grinding and / or milling tool for processing floors and surfaces made of natural and artificial stone floors, floors made of concrete, cement, magnesite, anhydrite, epoxy and other resins and bitumen or similar, as well as a tool for removing residues from parquet and carpet adhesives and for the substrate preparation of floors and surfaces and for leveling uneven floors, characterized by a cut cylinder segment consisting of a polycrystalline diamond cutting body, which was produced by sintering on cemented carbide or hard metal alloys as a composite material, known as PCD Composite / Compact / Blank or PDC cutter.

A tool according to item 1, characterized in that the cylinder segment has been cut in the central axis in the form of a half-moon and connected to the cut to the tool support member and on the side facing away from the polycrystalline composite material in the angular axis by an additional metallic or non-metallic connection to the tool support member is supported.

A tool according to 1, characterized in that the cylinder segment was cut parallel to the central axis in the form of a half-moon and is connected to the cut to the tool support member and supported on the side facing away from the polycrystalline composite material in the angular axis by an additional metallic or non-metallic connection to the tool support member becomes.

A tool according to item 1, characterized in that the cylinder segment has been cut at an angle to the central axis in shape and is connected to the cut to the tool support member and is supported on the side facing away from the polycrystalline composite material in the angular axis by an additional metallic or non-metallic connection to the tool support member ,