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Die Erfindung betrifft ein Trennschleifwerkzeug
mit einem zumindest eine Bearbeitungsfläche aufweisenden Werkzeugkörper und
mit im Bereich der Bearbeitungsfläche angeordneten, eine Höhe, eine
Breite und eine Tiefe aufweisenden Schleifsegmenten mit insbesondere
aus Diamant bestehenden Schleifkörpern,
wobei das Trennschleifwerkzeug zur abtragenden Materialbearbeitung
eines Werkstückes durch
Verlagerung in eine Vorschubrichtung mit einem zumindest einen Teil
der Bearbeitungsfläche umfassenden
Bereich mit dem Werkstück
in Eingriff bringbar ist und durch einen Antrieb in eine in Arbeitsrichtung
weisende, insbesondere kontinuierlich rotierend oder linear oszillierend
erfolgende Bewegung versetzbar ist, wobei die Arbeitsrichtung der
Ausrichtung des in Eingriff bringbaren Bereichs der Bearbeirtungsfläche entsprechend
ausgebildet ist. Die Schleifsegmente sind hierbei mit beliebigen
Schleifmaterialien, wie z. B. Diamantschleifkörnern oder dergleichen versehen.
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Aus der Praxis sind Trennschleifwerkzeuge bekannt,
die z. B. als Rotationswerkzeuge in verschiedensten Ausprägungen,
die z. B. als Bohrkronen, Sägeblätter oder
Fräswerkzeuge
ausgebildet sein können.
Es sind aber auch ande re Ausbildungen möglich, wie z. B. Bandsägen oder
Sägen mit
einem oszillierend ausgelenktem Sägeblatt.
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Die üblicherweise mit Diamantschleifkörpern versehenen
Schleifsegmente aus einem zumeist aus Stahl oder dergleichen bestehenden
Trägermaterial werden
auf dem zumeist aus Stahl gefertigten Werkzeugkörpern in konventioneller Art,
z. B. durch Löten oder
Schweißen
angebracht. Dabei stehen die Schleifsegmente frei auf dem Werkzeugkörper und sind
lediglich mit ihrer Unterseite stumpf an diesem befestigt.
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Durch die während des Einsatzes des Trennschleifwerkzeuges
auftretenden Scher-, Zug- oder Fliehkräfte können sich einzelne Schleifsegmente
lösen.
Dies wird noch begünstigt,
wenn durch Vibration, Schlagwirkung oder Klemmung des Trennschleifzeuges
die auftretenden Kräfte
nochmals erhöht
werden.
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Aus dem Lösen einzelner oder mehrerer Schleifsegmente
resultiert neben einem schlechteren Bearbeitungsergebnis und einem
höheren
Werkzeugverschleiß auch
ein Sicherheitsrisiko für
den Anwender, da kein gleichmäßiger Schleifbelag
mehr gegeben ist und es insofern zu unkontrollierten Bewegungen
des Werkzeuges kommen kann.
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Nachteilig bei den vorbekannten Trennschleifwerkzeugen
ist weiterhin, dass die verwendeten Schleifsegmente zur Erzielung
einer ausreichenden mechanischen Belastbarkeit in Arbeitsrichtung eine
bestimmte Mindestlänge
aufweisen müssen, wodurch
bei Rotationswerkzeugen auch der an den Radius des Rotationswerkzeuges
angepasste Krümmungsgrad
des Schleifsegmentes vorbestimmt ist. Insofern kann ein bestimmter
Schleifsegmenttyp auch nur innerhalb enger Grenzen zur Bestückung eines
abweichenden Rotationswerk zeuges verwendet werden, da sich aufgrund
der Schleifsegmentlänge
selbst kleine Abweichungen im Krümmungsgrad bereits
deutlich auswirken.
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Auch ist bei dünnwandigen Werkzeugkörpern der
freien Gestaltung der Materialstärke
des Werkzeugkörpers
eine Grenze gesetzt, da dieser die Schleifsegmente trägt und insofern
eine entsprechende Materialstärke
des Werkzeugkörpers
im Befestigungsbereich der Schleifsegmente erforderlich ist. Insofern
wird auch die maximal mögliche
Anzahl der Wiederverwendungen des Werkzeugkörpers durch erneute Bestückung mit
Schleifsegmenten eingeschränkt,
da während
der Benutzung auch im seitlichen Bereich ein Verschleiß auftritt
und eine erneute Bestückung
bei zu geringer Materialstärke
nicht mehr erfolgen kann.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die
vorgenannten Nachteile zu vermeiden und ein Trennschleifwerkzeug
der eingangs genannten Art anzugeben, das durch eine verbesserte
Befestigung der Schleifsegmente höhere Standzeiten ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch
ein Trennschleifwerkzeug der eingangs genannten Art, wobei wenigstens
ein Schleifsegment zumindest auf seinem der Arbeitsrichtung entgegengesetzten
Teilbereich formschlüssig
mit wenigstens einem Anteil seiner gesamten Höhe an einer entsprechend ausgebildeten
Anlagefläche
des Werkzeugkörpers
angeordnet ist.
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Hierdurch wird das jeweilige Schleifsegment in
seiner entgegen der Arbeitsrichtung weisenden Hauptbelastungsrichtung
abgestützt
und bedarf in dieser Richtung keiner besonders belastbarer Befestigung,
da die angreifenden Kräfte
durch Formschluss in den Werkzeugkörper eingekoppelt werden. Da
das Schleifsegment in beliebiger Höhe im Werkzeugkörper versenkt
angeordnet sein kann, ist die Schleifsegmenthöhe, und damit die Standzeit
des Trennschleifwerkzeuges, in weiteren Bereichen festlegbar. Insbesondere
können
auch aufgrund der erzielten höheren
Stabilität
empfindlichere poröse
Segmente Verwendung finden und die Materialstärke des Werkzeugkörpers kann
geringer ausgebildet sein und ist bei Wiederbelegungen nur noch
von untergeordneter Bedeutung.
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Dabei erfolgt in dem Bereich der
Anlagefläche
des Werkzeugkörpers
bei Kontakt mit dem zu bearbeitenden Material auch ein teilweiser
Abtrag des Werkzeugkörpers
in Abhängigkeit
von der Höhe
des Schleifsegmentes und des im Bereich der Anlagefläche des
Werkzeugkörpers
angeordneten Anteils des Schleifsegmentes, da die Härte bzw.
Verschleißfestigkeit
des Werkzeugkörpers
niedriger ist als die des Schleifsegmentes bzw. der Schleifkörper des
Schleifsegmentes.
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Erfindungsgemäß kann wenigstens ein Schleifsegment
zumindest auch auf seinem der Arbeitssrichtung entsprechenden Teilbereich
formschlüssig
mit wenigstens einem Anteil seiner gesamten Höhe und seiner Breite an einer
entsprechenden Anlagefläche
des Werkzeugkörpers
angeordnet sein, so dass zum einen ein Verkippen, beispielsweise
bei einem aus der Bearbeitungsfläche
des Werkzeugkörpers
herausragend angeordneten Schleifsegment, sicher vermieden wird
und zum anderen das Schleifsegment zumindest in Arbeitsrichtung
eine genau definierte Position hat.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens
ein Schleifsegment zumindest auch auf einem seiner zur Arbeitsrichtung
seitlichen Teilbereiche formschlüssig mit
wenigstens einem An teil seiner gesamten Höhe und seiner Breite an einer
entsprechenden Anlagefläche
des Werkzeugkörpers
angeordnet sein, so dass das Schleifsegment auch in seitlicher Richtung orthogonal
zur Arbeits- und Vorschubrichtung abgestützt ist und insofern keine
oder aber nur eine geringe herkömmliche
Befestigung benötigt
wird.
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Weiterhin kann wenigstens ein Schleifsegment
zumindest auch auf seinem der Vorschubrichtung entgegengesetzten
Teilbereich formschlüssig mit
wenigstens einem Anteil seiner entsprechenden Breite und Tiefe an
einer entsprechenden Anlagefläche
des Werkzeugkörpers
angeordnet sein, so dass eine Abstützung des Schleifsegmentes
auch entgegen der Vorschubrichtung gegeben ist, wodurch zum einen
die andere(n) Anlagefläche(n)
bei einem starken Vorschub während
der Bearbeitung nur geringeren Belastungen ausgesetzt ist(sind)
und zum anderen auch eine seitlich exakte Anordnung des Schleifsegmentes
gewährleistet
ist.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der
Erfindung kann der Anteil der Gesamthöhe des Schleifsegmentes wesentlich
sein, so dass nicht nur ein für
die Befestigung gerade ausreichender Anteil, z. B. 30 % der Gesamthöhe des Schleifsegmentes, an
einer Anlagefläche
des Werkzeugkörpers
anliegend ausgebildet ist, sondern zumindest die Hälfte der
Gesamthöhe,
insbesondere aber auch mindestens 3/4 oder aber annähernd die
vollständige
Gesamthöhe
des Schleifsegmentes formschlüssig
abgestützt
ausgebildet ist. Insbesondere kann auch das Schleifsegment über seine
Gesamthöhe
wenigstens einseitig, insbesondere aber auch in Arbeitsrichtung gesehen
vorder- und rückseitig
oder sogar allseitig an Anlageflächen
des Werkzeugkörpers
anliegend ausgebildet sein.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der
Erfindung kann wenigstens ein Schleifsegment zumindest teilweise,
insbesondere auf der gesamten Höhe
in den Werkzeugkörper
eingelassen sein, so dass es auf seiner entsprechenden aktiven Höhe auch
bei bereits erfolgtem Verschleiß noch
durch die angrenzenden Flächen
des Werkzeugkörpers
abgestützt
ist.
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Vorteilhafterweise kann auch das
Material des Werkzeugkörpers
eine geringere Härte
als die Schleifsegmente aufweisen, so dass der zwischen den Schleifsegmenten
befindliche Bereich des Werkzeugkörpers schneller verschleißt als die
Schleifsegmente und insofern oberseitig Freiräume geringer Höhe resultieren.
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Erfindungsgemäß kann wenigstens eine formschlüssige Anlagefläche des
Werkzeugkörpers zumindest
in einem Teilbereich ihrer Höhe
hinterschnitten ausgebildet sein, so dass einer Verlagerung des
Schleifsegmentes nach oben, d. h. in Richtung des zu bearbeitenden
Werkstückes,
entgegengewirkt wird. Dabei kann der hinterschnittene Teilbereich
als eine schräg
ausgerichtete Teilfläche
ausgebildet sein, es kann aber auch eine gekurvte Fläche oder
aber lediglich ein kleiner Vorsprung ähnlich einer Rastnase vorgesehen
sein.
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Vorteilhafterweise können zumindest
ein Schleifsegment und die entsprechend zugeordneten Anlageflächen des
Werkzeugkörpers
jeweils in etwa trapezförmig
ausgebildet sein, so dass eine Verlagerung in Richtung der Verjüngung sicher
vermieden wird. Bei radial angeordneten Schleifsegmenten kommt zudem
noch vorteilhaft hinzu, dass die trapezförmige Ausgestaltung den Fliehkräften entgegenwirkt.
Alternativ sind unter anderem auch dreiecksförmige Ausgestaltungen möglich.
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Sofern die Hinterschneidung auf der
gesamten Höhe
des Schleifsegmentes vorgesehen ist, bleibt sie unabhängig vom
Verschleißgrad
des Schleifsegmentes in ihrer Funktion erhalten.
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Unabhängig von der Anzahl und der
Ausgestaltung der vorgesehenen Anlageflächen kann wenigstens ein Schleifsegment
zusätzlich
mittels einer Klebe-, Löt-
oder Schweißbefestigung
oder dergleichen in seiner Position gehalten sein, so dass bei nicht
allseitig vorgesehenen Anlageflächen
oder aber bei einer freien Bewegungsrichtung, z. B. bei allseitigen
Anlageflächen
ohne Hinterschneidung, das Schleifsegment in seiner Position fixiert
ist.
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Erfindungsgemäß kann zumindest ein Schleifsegment
eine über
seine jeweilige Länge und/oder
Breite variierende Höhe
mit insbesondere wellenförmigem
Verlauf aufweisen, so dass bei einer Erstbenutzung des Rotationswerkzeuges
ein abgestuftes Erreichen der vollen Abtragsleistung erfolgt und
somit die Belastung der Schleifsegmentbefestigung ebenfalls abgestuft
einsetzt.
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Hierzu können auch zumindest einige Schleifsegmente
zueinander unterschiedliche Höhen aufweisen,
so dass auch mit einer pro Schleifsegment einheitlichen Höhe ein entsprechender
Effekt bewirkbar ist.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der
Erfindung kann die Länge
und/oder Breite der Schleifsegmente in Bezug auf ihre Höhe gering
sein, so dass trotz einer hohen Standzeit des Trennschleifwerkzeuges
eine Vielzahl von Schleifsegmenten auf der Bearbeitungsfläche angeordnet
sein können,
und so eine hohe Anzahl kleiner Freiräume zwischen den Schleifsegmenten
bewirkt wird. Zudem sind die Schleifsegmente vielfältig für unterschiedliche
Rotationswerkzeuge einsetzbar, da die jeweilige Schleifsegmentgeometrie,
insbesondere ein eventueller Krümmungsradius,
sich aufgrund der geringen Länge
und Breite kaum auswirkt.
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Auch kann die Länge und/oder Breite der Schleifsegmente
in Bezug auf den Radius des Werkzeugkörpers gering sein.
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Vorteilhafterweise kann die Breite
der Schleifsegmente größer sein
als die entsprechende Materialstärke
des Werkzeugkörpers,
so dass durch die formschlüssige
Befestigung eine Steigerung der Arbeitsbreite bei gleichbleibend
geringer Materialstärke
des Werkzeugkörpers
möglich
ist, ohne dass es mechanische Probleme hinsichtlich der Befestigung
der Schleifsegmente gibt. Hierdurch wird auch die Führung des
Werkzeugs verbessert, da ausschließlich die Schleifsegmente und
nicht der Werkzeugkörper
in Eingriff mit dem Werkstück
sind.
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Auch können die Schleifsegmente in
einer entsprechend hohen Anzahl vorgesehen und auf dem Werkzeugkörper derart
angeordnet sein, dass ein Schleifbelag mit einer nahezu durchgängigen Struktur
ausgebildet ist. Hierdurch wird unter anderem das Anschnittverhalten
und die Laufruhe verbessert.
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Ferner kann der Werkzeugkörper auch
mit insbesondere schlitzförmigen
Freiräumen
für die Kühlung und/oder
die Abfuhr von abgetragenem Material versehen sein.
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Vorzugsweise kann die Bearbeitungsfläche des
Trennschleifwerkzeuges zumindest in dem mit dem Werkstück in Eingriff
bringbaren Bereich während
der Materialbearbeitung gerad linig ausgebildet sein. Dies ist z.
B. bei Bandsägen,
Stichsägen
oder anderen Sägen
mit oszillierend bewegtem Sägeblatt der
Fall, aber auch bei entsprechenden Werkzeugmaschinen, die statt
eines Sägeblattes
ein anderes Trennschleifwerkzeug beinhalten.
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Auch kann die Bearbeitungsfläche des Trennschleifwerkzeuges
gekrümmt
als ein umlaufender Ring ausgebildet sein, wobei der Ring beispielsweise
als die Stirnfläche
eines regelmäßigen Hohlzylinders
oder als die Umfangsfläche
einer regelmäßigen Scheibe
ausgebildet sein kann.
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Erfindungsgemäß können dabei Länge und/oder
Breite der Schleifsegmente in Bezug auf den Radius des Werkzeugkörpers gering
sein, so dass eine entsprechend hohe Anzahl an relativ kleinen Schleifsegmenten
vorgesehen und auf dem Werkzeugkörper
derart angeordnet sein können, dass
ein Schleifbelag mit einer nahezu durchgängigen Struktur gegeben ist.
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Auch kann die Bearbeitungsfläche ebenmäßig als
eine kreisförmige
Stirnfläche
eines Zylinders ausgebildet sein. Dies ist z.B. bei Fräsköpfen oder dergleichen
der Fall.
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Im Folgenden wird ein in der Zeichnung
dargestelltes Ausführungsbeispiel
der Erfindung erläutert.
Es zeigen:
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1 Eine
perspektivische Ansicht eines als Bohrkronen ausgebildeten erfindungsmäßen Trennschleifwerkzeuges
und
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2 die
Detailansicht "x" des Gegenstandes
nach 1
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In allen Figuren werden für gleiche
bzw. gleichartige Bauteile übereinstimmende
Bezugszeichen verwendet.
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1 zeigt
ein Trennschleifwerkzeug 1, das vorliegend als Bohrkronen
ausgebildet ist.
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Das Trennschleifwerkzeug 1 weist
einen Werkzeugkörper 2 auf,
der die Form eines regelmäßigen Hohlzylinders
hat, wobei die Stirnfläche
beim dargestellten Ausführungsbeispiel
die Bearbeitungsfläche 3 bildet.
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Wie insbesondere aus 2 ersichtlich, sind Schleifsegmente 4,
die mit einer Vielzahl von nur ansatzweise dargestellten Schleifkörpern 5 versehen sind,
an der Bearbeitungfläche 3 vorgesehen.
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Die Schleifsegmente 4 sind
in etwa quaderförmig
ausgebildet und weisen eine Höhe
H, eine Breite B und eine Tiefe T auf. Dabei ist die Höhe H entsprechend
der Höhe
des Werkzeugkörpers 2 ausgerichtet
und die Breite B ist entsprechend der Materialstärke des Werkzeugkörpers 2 angeordnet.
Die Tiefe T ist vorliegend der Umfangsrichtung des Werkzeugkörpers entsprechend
ausgerichtet.
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Die Schleifsegmente 4 sind
im dargestellten Ausführungsbeispiel
zu einem wesentlichen Anteil in einer entsprechenden Aussparung
im Werkzeugkörper 2 angeordnet
und somit sowohl in als auch entgegen der Arbeitsrichung d. h. der
Rotationsrichtung R abgestützt,
aber auch entgegen der Vorschubrichtung V, welche beim dargestellten
Ausführungsbeispiel
parallel zur Rotationsachse und zur Höhe des Werkzeugkörpers 2 ausgerichtet
ist.
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Sofern nicht die Schleifsegmente 4 und
die Aussparungen in dem Werkzeugkörper 2 wie in der Zeichnung
dargestellt quaderförmig
ausgebildet sind, sondern stattdessen mit einer in etwa trapezförmigen Ausbildung
einen hinterschnittenen Bereich aufweisen, können die Schleifsegmente 4 von
der Seite her eingesetzt werden und sind auch ohne weitere Befestigungsmaßnahmen
gegen ein versehentliches Herausfallen gesichert. Dies gilt insbesondere,
wenn auch die Breite der Aussparung zumindest leicht hinterschnitten
ausgebildet ist und der engere Bereich außenseitig angeordnet ist, so
dass die Schleifsegmente 4 allein durch die bei Rotation
wirkenden Kräfte
nach außen
gepresst und somit in ihrer Position gehalten werden.