DE202011003523U1

DE202011003523U1 - Vibrationsarmes PKD Werkzeug zur Verwendung in einem Handgerät

Info

Publication number: DE202011003523U1
Application number: DE202011003523U
Authority: DE
Original assignee: Schleif und Fraeswerkzeuge Hoehn Ltd & Co KG; Schleif- und Fraswerkzeuge Hohn Ltd & Co KG
Current assignee: Schleif und Fraeswerkzeuge Hoehn Ltd & Co KG; Schleif- und Fraswerkzeuge Hohn Ltd & Co KG
Priority date: 2011-03-03
Filing date: 2011-03-03
Publication date: 2011-10-21
Anticipated expiration: 2021-03-04

Abstract

Werkzeug zum Entfernen von thermoplastischen Beschichtungen, Bodenbelagsrückständen, Bodenbelagsklebern und Putz, sowie zum Bearbeiten von Flächen aus Natur- und Kunststein, welches zur Verwendung in einem Handgerät geeignet ist umfassend a. eine kreisförmige Trägerplatte (10); b. mindestens zwei Schneidelement (20) in der Form eines Zylindersegmentes mit einem Segmentwinkel (a) von 20–180°, bestehend aus einem Tragkörper aus Hartmetall (21) und einem stirnseitigen Abschnitt aus polykristallinem Diamanten (22) (PKD); c. mindesten zwei gleichmäßig auf der Trägerplatte angeordnete Stützsegmente (30) aus Hartmetall, die von den PKD Schneidelementen (20) in der Höhe (H) typischerweise um 0,05 bis 3,0 mm überragt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Entfernen von Beschichtungen, sowie zur Bearbeitung von Natur- und Kunststein, bestehend aus einem Träger auf welchem PKD (polykristallinem Diamant) Segmente sowie verschleißfeste Stützsegmente angebracht sind.
Dokument EP 1844900 B1 offenbart ein Werkzeugkonzept zur Bearbeitung von Natur- und Kunststein, welches im Wesentlichen aus einem kreisförmigen Träger mit mindestens einem Schneidsegment in Form eines PKD Segmentes (bestehend aus Hartmetall und einem stirnseitigen Abschnitt aus polykristallinem Diamant) besteht.
Stand der Technik:
Zum Stand der Technik wird im Wesentlichen auf das Dokument EP 1844900 B1 verwiesen. PKD Werkzeuge werden heute zumeist zum Entfernen von thermoplastischen Beschichtungen, Bodenbelagsrückständen, Bodenbelagsklebern und Putzen eingesetzt. Aber auch in der Bearbeitung von Natur- und Kunststein finden sie Verwendung. Für Handgeräte wie Betonschleifer und Winkelschleifer werden heute PKD Werkzeuge in vielfältigen Variationen angeboten. Dabei unterscheidet sich diese Werkzeuge im wesentlich in 2 Arten. Einmal die Werkzeuge (im weiteren nach „A” benannt) mit wenigen, dafür aber relativ großen PKD Schneidelementen, die zumeist aus Zylindersegmenten mit einem Segmentwinkel von 60–90° bestehen. Oder aber die Werkzeuge (im weiteren nach „B” benannt) die mit vielen kleinen zumeist rechteckigen Schneidelementen bestückt werden. Beide Variationen haben Vor- und Nachteile. Die nach A benannten Werkzeuge verfügen aufgrund der Größe ihrer PKD Schneidfläche über eine höhere Standzeit als die Werkzeuge nach B. Ein für die Produktion entscheidendes Kriterium ist aber auch immer der Fertigungsaufwand. Hier weisen die Werkzeuge nach A weniger Lötstellen auf, was sie auch einfacher in der Herstellung macht. Der Nachteil der Werkzeuge nach A liegt in den starken Vibrationen, die beim Verwenden dieser Werkzeuge auftreten können. Der Vorteil der Werkzeuge nach B ist, das diese aufgrund ihrer sehr begrenzten Schneidelementhöhe zwar nur einen langsameren Arbeitsfortschritt zulassen, dafür aber deutlich weniger Vibrationen verursachen. Da aufgrund berufsgenossenschaftlicher Vorschriften Grenzwerte für Vibrationen von Werkzeugen bestehen, ist ein Minimum an Vibrationen anzustreben.
Die vorliegende Erfindung stellt sich nun die Aufgabe, ein PKD Werkzeug (nach A) mit wenigen großen PKD Schneidelementen derart zu verbessern, dass dieses im Betrieb möglichst wenig Vibrationen verursacht.
Dieses Problem wird mit den im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst. Gemäß der Erfindung umfasst das Werkzeug

a) eine kreisförmige Trägerplatte (10);
b) mindestens zwei Schneidelement (20) in der Form eines Zylindersegmentes mit einem Segmentwinkel (a) von 20–180°, bestehend aus einem Tragkörper aus Hartmetall (21) und einem stirnseitigen Abschnitt aus polykristallinem Diamant (22) (PKD);
c) mindesten zwei gleichmäßig auf der Trägerplatte angeordnete Stützsegmente (30) aus Hartmetall, die von den PKD Schneidelementen (20) in der Höhe (H) typischerweise um 0,05 bis 3,0 mm überragt werden.

Durch die Hartmetall Stützsegmente (30) wird bei diesem Werkzeug die Abtragstiefe begrenzt und dadurch Vibrationen vermindert. Als sehr vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Stützsegmente (30) auf der Trägerplatte (10) in etwa die gleiche Kreisbahn beschreiben wie die PKD Schneidelemente (20) und sozusagen deren „Windschatten” ausnutzen. Durch diese Anordnung wird verhindert, dass die Flanke der Stützsegmente in den Arbeitsprozess mit einbezogen wird, was sich wiederum sehr positiv auf die Standzeit der Stützsegmente (30) auswirkt.
Als das preiswerteste und das am einfachsten auf die Trägerplatte (10) aufzubringende Hartmetall Stützsegmente (30) haben sich kleine Hartmetall Zylinder erwiesen. Diese sind bei einschlägigen Hartmetall-Herstellern in unterschiedlichen Qualitäten als industrielle Standardware erhältlich.
Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass bei der erfindungsgemäßen, spezifisch auf Handgeräte ausgerichteten Anordnung von PKD Schneidelementen (20) mit Stützsegmenten aus Hartmetall (30) ein überaus effizientes Abtragen von weichen, zumeist gipshaltigen Putzen möglich ist, ohne dabei nennenswerte Schäden am darunter liegenden Mauerwerk zu verursachen.
Der Segmentwinkel (a) beträgt im Vorteil 60–120°, bevorzugt ungefähr 90°. Es hat sich herausgestellt, dass bei derartigen Winkeln eine optimale Kombination von mechanischer Robustheit mit Arbeitseffizienz gegeben ist.
Die Stützsegmente aus Hartmetall (30) sind am vorteilhaftesten als Zylinder ausgebildet, wobei deren Durchmesser zwischen dem Radius (r) des PKD Segmentwinkels (a) und dem doppelten Radius (r) des PKD Segmentwinkels (a) liegt. Die optimale Höhe des Stützsegmentes ergibt sich aus der Höhe (H), die das PKD Schneidelement (20) über die Trägerplatte (10) hinaus steht, abzüglich 0,05–3,0 mm.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 Eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Werkzeuges;
2 Eine Seitenansicht auf das Ausführungsbeispiel aus 1;
3 einen vertikalen Querschnitt entlang der Linie A-A';
4 eine Schrägansicht eines Schneidelementes eines erfindungsgemäßen Werkzeuges.
Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die 1 zeigt eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Werkzeuges. Das Werkzeug umfasst eine massive kreisförmige Trägerplatte (10) aus Stahl mit einer Gesamthöhe von ca. 17 mm und einem Außendurchmesser von 12,5 cm. Die Trägerplatte (10) umfasst drei konzentrische Abschnitte, nämlich einen zurückversetzten Zentralbereich (14) mit einer mittigen, kreisförmigen Öffnung (11) konzentrisch zum Kreismittelpunkt, einen konischen Übergangsbereich (15) mit vier Kühlöffnungen (12) und einen Umfangsbereich (16). Die Hauptflächen des Zentralbereiches (14) und des Umfangsbereiches (16) sind parallel zueinander und weisen ungefähr einen vertikalen Abstand von 12 mm auf. Der Durchmesser des Zentralbereiches (14) ist ca. 55 mm. Die Öffnung (11) im Zentralbereich (14) weist einen Durchmesser von 22,23 mm auf und ermöglicht die Anbringung des Werkzeuges an einem handelsüblichen Handgerät, z. B. einem Betonschleifer mit einer Aufspannvorrichtung M14. Im zurückversetzten Zentralbereich (14) können die Befestigungselemente des Handgerätes aufgenommen werden.
Im Umfangsbereich (16) sind zwei Schneidelemente (20) mit einem Winkelabstand von 180° sowie um 90° versetzt zwei Stützsegmente (30) mit einem Winkelabstand von 180° angebracht. Eines der Schneidsegmente (20) ist in der 4 in einer Schrägansicht dargestellt. Das Schneidsegment (20) hat die Form eines Zylindersegmentes mit einem Segmentwinkel (a) von 90° (es handelt sich also um einen Viertelzylinder). Das Schneidelement (20) wird durch einen Trägerkörper (21) aus Wolframcarbid gebildet, auf welchem ein Abschnitt (22) aus polykristallinem Diamant (PKD) als Ganzes aufgesintert ist.
Die Schneidelemente (20) sind in tangential verlaufenden Ausnehmungen (13) der Trägerplatte (10) aufgenommen. Da bei diesem Ausführungsbeispiel der Winkel (a) der Schneidelemente (20) zur Trägerplatte (10) hin gerichtet ist, wurde in die Ausnehmung (13) eine Nut (18) mit 1 mm Tiefe und 1 mm Breite über die gesamte Länge des Schneidelementes (20) eingefräst. Dies ermöglicht es beim Verlöten des Schneidelementes (20) mit der Trägerplatte (10), dass das Lot auch in den Kantenbereich einfließen kann. Der Boden der Ausnehmungen (13) korrespondiert zum Winkel (a) der Schneidelemente. Die (gedachte) Zylinderachse der Ausnehmung (13) sowie der eingefrästen Nut (18) verläuft in einem Winkel von ca. 20° zur Hauptfläche der Trägerplatte (10). In tangentialer Richtung (siehe 3) nimmt die Tiefe der Ausnehmung (13) zu und erreicht nahe an ihrem in Drehrichtung hinteren Abschluss ihr Maximum. Die hintere Endfläche der Ausnehmung (13) ist eben und verläuft in einem Winkel von 90° zum Boden der Ausnehmung (13). Das Schneidelement (20) kann also passend von der Ausnehmung (13) aufgenommen werden, wobei die Tiefe und Länge der Ausnehmung (13) derart gewählt sind, dass die durch den Winkel (a) gebildeten Flächen des Schneidelements im Wesentlichen in der Ausnehmung (13) aufgenommen sind, wobei die Kante der beiden Flächen frei stehend über der Nut (18) liegt Die maximale Erhebung des Schneidelementes über der Grundfläche bildet die Arbeitskante (23) des Schneidelementes (20).
Die Stützsegmente (30) sind in ca. 2 mm tiefen Sacklöchern eingelassen und verlötet.
Zur Bearbeitung einer Oberfläche wird das erfindungsgemäße Werkzeug in ein geeignetes Handgerät (Winkelschleifer, Betonschleifer) eingespannt. Mit dem vorstehend dargestellten Werkzeug mit einem Durchmesser von 12,5 cm muss sichergestellt werden, dass eine Drehzahl vom 11.500 Umdrehungen/min nicht überschritten wird.
Anstelle von 2 Schneidelementen kann ein Werkzeug auch mehr Schneidelemente umfassen. Das Gleiche gilt für die Anzahl der Stützsegmente. Die Anzahl von Schneidelementen und Stützsegmenten muss auch nicht identisch sein. Weitere mögliche Anpassungen betreffen die Anbringung des Werkzeuges am Handgerät. Anstelle einer kreisförmigen Öffnung kann beispielsweise eine anders geformte, auch mehrteilige Öffnung oder ein M14 Gewinde im Zentralbereich der Trägerplatte vorgesehen werden.
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

EP 1844900 B1 [0002, 0003]

Claims

Werkzeug zum Entfernen von thermoplastischen Beschichtungen, Bodenbelagsrückständen, Bodenbelagsklebern und Putz, sowie zum Bearbeiten von Flächen aus Natur- und Kunststein, welches zur Verwendung in einem Handgerät geeignet ist umfassend a. eine kreisförmige Trägerplatte (10); b. mindestens zwei Schneidelement (20) in der Form eines Zylindersegmentes mit einem Segmentwinkel (a) von 20–180°, bestehend aus einem Tragkörper aus Hartmetall (21) und einem stirnseitigen Abschnitt aus polykristallinem Diamanten (22) (PKD); c. mindesten zwei gleichmäßig auf der Trägerplatte angeordnete Stützsegmente (30) aus Hartmetall, die von den PKD Schneidelementen (20) in der Höhe (H) typischerweise um 0,05 bis 3,0 mm überragt werden.
Werkzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützsegmente (30) zylinderförmig ausgebildet sind und ihr Durchmesser größer ist als der Radius (r) des PKD-Zylindersegments (20), aber kleiner als das 2 fache des Radius (r) des PKD-Zylindersegments (20).
Werkzeuge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die PKD Schneidelemente (20) und die Stützsegmente (30) auf der sich in einem Handgerät drehenden Trägerplatte (10) eine annähernd gleiche Kreisbahn beschreiben.
Werkzeuge nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der PKD Segmentwinkel (r) 20–180°, bevorzugt ungefähr 90°, beträgt
Werkzeuge nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das PKD-Schneidelement (20) mit seiner Zylinderachse schräg zu einer Grundfläche der Trägerplatte (10) derart angeordnet ist, dass der stirnseitige PKD Abschnitt (23) eine maximale Erhebung des Schneidelementes über der Grundfläche bildet, wobei der Winkel zwischen der Zylinderachse und der Grundfläche 3–45°, bevorzugt 10–30°, insbesondere 15–25° beträgt.
Werkzeuge nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das PKD-Schneidelement (20) in einer entsprechenden Ausnehmung (13) der Trägerplatte (10) großflächig befestigt, insbesondere verlötet ist.
Werkzeuge nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dicke (S) der Trägerplatte (10) mindestens 4 mm, insbesondere ca. 7 mm und einen Durchmesser der Trägerplatte (10) 7–23 cm, insbesondere 10–18 cm, beträgt.
Werkzeuge nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens 2 PKD-Schneidelemente (20) und mindestens 2 Stützsegmente (30) entlang des Umfangs der Trägerplatte abwechselnd in regelmäßigen Winkelabständen angeordnet sind.
Handgerät, insbesondere in der Form eines Betonschleifers, zum Entfernen von thermoplastischen Beschichtungen, Bodenbelagsrückständen, Bodenbelagsklebern und Putzen, sowie zum Bearbeiten von Flächen aus Natur- und Kunststein, umfassend ein Werkzeug nach den Ansprüchen 1 bis 8.